Группа астрономов Массачусетского технологического института и Института астрофизики и космических исследований Кавли обнаружила редкий случай звезды, которая, возможно, сразу превратилась в черную дыру, минуя стадию взрыва сверхновой. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
Массивные звезды, как правило, завершают свой жизненный цикл взрывом сверхновой, но объект M31-2014-DS1, по-видимому, пропустил эту стадию и сразу коллапсировал в черную дыру. Этот процесс связан с нейтринным шоком — энергичным выбросом нейтрино, который может либо породить ударную волну и привести к взрыву, либо затушить взрыв, позволяя звезде коллапсировать под действием собственной гравитации, что, предположительно, произошло с M31-2014-DS1.
Астрономы наблюдали M31-2014-DS1 в инфракрасном диапазоне с 2014 года. Сначала звезда стала ярче, а затем ее яркость резко снизилась, пока она полностью не исчезла на оптических и ближних инфракрасных длинах волн. Такой профиль изменения светимости нехарактерен для переменных звезд и не согласуется с обычными сверхновыми, что позволило сделать вывод о «неудавшейся» сверхновой.
На основе данных наблюдений астрономы определили, что звезда M31-2014-DS1 родилась с массой около 20 солнечных масс и достигла финальной стадии с массой ядра около 6,7 солнечной массы. Вокруг нее была обнаружена пылевая оболочка, соответствующая выбросу материала, как у сверхновой, но без видимой яркой вспышки. Примерно 98 процентов массы звезды коллапсировало, образовав черную дыру массой около 6,5 солнечной массы.
Этот случай оказался вторым подтвержденным наблюдением «неудавшейся» сверхновой. До этого подобное явление было зафиксировано в 2009 году для звезды N6946-BH1 в галактике Фейерверк. Тогда красная звезда с начальной массой 25 солнечных масс также коллапсировала, оставив лишь слабое инфракрасное свечение. Подобные звезды трудно обнаружить из-за отсутствия яркой вспышки, типичной для сверхновых.
Данные исследований, включая наблюдения Большого бинокулярного телескопа, показывают, что от 20 до 30 процентов массивных звезд могут завершить жизнь в виде «неудавшейся» сверхновой, минуя взрыв.
