Международная группа астрономов зарегистрировала необычное явление: массивная звезда не завершила свою жизнь взрывом сверхновой, а напрямую сжалась в черную дыру. Данное наблюдение является наиболее детальным на текущий момент подтверждением подобного процесса и дало возможность ученым усовершенствовать теоретические представления о гибели массивных звезд. Описание исследования опубликовано в журнале Science.
Объект, обозначенный как M31-2014-DS1, располагался в галактике Андромеда на удалении приблизительно 2,5 миллиона световых лет от нашей планеты. Изучение данных, полученных космическим проектом NEOWISE и другими наземными и орбитальными обсерваториями за период с 2005 по 2023 год, выявило: в 2014 году звезда начала демонстрировать повышенную яркость в инфракрасном спектре, а к 2016 году ее свечение значительно уменьшилось. К 2022–2023 годам она практически перестала излучать свет в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, став в десять тысяч раз тусклее. В настоящее время остатки звезды можно обнаружить только в среднем инфракрасном диапазоне.
На основании сравнения наблюдений с теоретическими моделями исследователи сделали вывод о том, что ядро звезды сначала сжалось в плотную нейтронную звезду, а затем полностью трансформировалось в черную дыру. В типичном сценарии взрыва сверхновой поток нейтрино генерирует мощную ударную волну, которая разрушает внешние слои звезды. Однако в данном случае сила удара оказалась недостаточной: значительная доля вещества не была выброшена в межзвездное пространство и вернулась обратно, что стало причиной формирования черной дыры.
Важную роль в этом процессе сыграла конвекция – перемещение горячих и холодных газовых слоев внутри звезды. После коллапса ядра внешние оболочки продолжили вращаться и частично были выброшены наружу. При охлаждении это вещество сформировало пыль, которая заслонила горячий газ вокруг новорожденной черной дыры и вызвала длительное инфракрасное излучение.
Согласно оценкам специалистов, в черную дыру попало всего лишь около одного процента вещества оболочки звезды, и этот процесс способен затянуться на десятилетия. В связи с этим, остатки объекта сохранят свою видимость для телескопов, среди которых будет и «James Webb», на протяжении многих лет.
