Beveik pusę amžiaus mokslininkai laikėsi teorijos, kad žvaigždei pasibaigus jos gyvavimo ciklas, ji patirs gravitacinį griūtį. Darant prielaidą, kad yra pakankamai masės, šis griūtis sukurs juodąją skylę. Astronomai jau seniai žinojo, kada ir kaip susiformuos juodoji skylė.
Ir kodėl gi ne? Galimybė pastebėti juodosios skylės susidarymą būtų ne tik nuostabus įvykis, bet ir atneštų mokslinių atradimų lobį. Ir remiantis neseniai tyrimu, kurį atliko tyrėjai iš Ohajo valstijos universiteto Kolumbo valstijoje, mes galbūt pagaliau padarėme būtent tai.
Tyrimų grupei vadovavo Christopheris Kochanekas, astronomijos profesorius ir iškilusis mokslininkas Ohajo valstijoje. Naudodamas vaizdus, padarytus Didelio žiūrono teleskopu (LBT) ir Hablo kosminiu teleskopu (HST), jis su kolegomis atliko raudonos supergalviškos žvaigždės, pavadintos N6946-BH1, stebėjimų seriją.
Norėdami nutraukti juodųjų skylių susidarymo procesą, remiantis dabartiniu žvaigždžių gyvenimo ciklo supratimu, juodoji skylė susidaro po to, kai labai didelės masės žvaigždė patiria supernovą. Tai prasideda tada, kai žvaigždė nebepateikia degalų, ir tada staiga praranda masę ten, kur nusėda išorinis žvaigždės apvalkalas, palikdamas už jo likusią neutroninę žvaigždę.
Po to elektronai vėl prisitvirtina prie atitrauktų vandenilio jonų, dėl ko atsiranda ryškus pliūpsnis. Kai vandenilio lydymasis sustoja, žvaigždžių liekanos pradeda atvėsti ir išblukti; ir galiausiai likusi medžiaga kondensuojasi, kad susidarytų juodoji skylė.
Tačiau pastaraisiais metais keli astronomai spėliojo, kad kai kuriais atvejais žvaigždės patirs nesėkmingą supernovą. Pagal šį scenarijų labai didelės masės žvaigždė savo gyvenimo ciklą užbaigia, paversdama juodąją skylę, prieš tai neįprastu didžiuliu energijos sprogimu.
Kaip pažymėjo Ohajo komanda savo tyrime pavadinimu „Nepavykusių supernovų ieškojimas dideliu žiūroniniu teleskopu: nykstančios žvaigždės patvirtinimas“, taip gali nutikti N6946-BH1 - raudonajai supergendai, 25 kartus didesnei už mūsų Saulė yra 20 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės.
Naudodama informaciją, gautą iš LBT, komanda pažymėjo, kad N6946-BH1 parodė keletą įdomių jo ryškumo pokyčių nuo 2009 iki 2015 m. - kai buvo atlikti du atskiri stebėjimai. 2009 m. Vaizduose N6946-BH1 yra ryški, izoliuota žvaigždė. Tai atitiko HST archyvinius duomenis 2007 m.
Tačiau 2015 m. LBT gauti duomenys parodė, kad žvaigždės nebematyti matomame bangos ilgyje, ką patvirtino ir tų pačių metų Hablo duomenys. LBT duomenys taip pat parodė, kad kelis mėnesius per 2009 m. Žvaigždė patyrė trumpą, bet intensyvų pliūpsnį, kai ji tapo milijoną kartų ryškesnė nei mūsų Saulė, o po to stabiliai išnyko.
Jie taip pat palygino Palomaro tranzito gamyklos (PTF) apklausos duomenis, taip pat Ron Arbor (britų mėgėjų astronomo ir supernovų medžiotojo) atliktus stebėjimus. Abiem atvejais stebėjimai parodė trumpalaikio 2009 m. Paūmėjimo, o po to - nuolatinį išnykimą.
Galų gale visa ši informacija atitiko nesėkmingą supernovų-juodosios skylės modelį. Kaip profesorius Kochanekas, pagrindinis grupės darbo autorius, - pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
„Nepavykusio supernovos / juodosios skylės susidarymo paveikslėlyje šis įvykis trumpalaikį veiksnį lemia nesėkminga supernova. Žvaigždė, kurią mes matome prieš renginį, yra raudona supergama - taigi jūs turite kompaktišką šerdį (~ žemės) iš vandenilio deginimo apvalkalo, o paskui didžiulį, pūkuotą išplėstą voką, daugiausia iš vandenilio, kuris gali išsikišti į Jupiterio skalę. Orbita. Šis vokas labai silpnai surištas su žvaigžde. Kai žvaigždės šerdis griūva, dėl neutrinų nešamos energijos gravitacinė masė sumažėja keliomis dešimtosiomis saulės masės dalimis. Šio žvaigždės sunkumo sumažėjimo pakanka, kad silpnas smūgio banga būtų perduota per pūkuotą voką, kuris ją nukreipia. Tai sukuria vėsų, mažo ryškumo (palyginti su supernova, maždaug milijoną kartų didesnė už saulės šviesą) trumpalaikį, trunkantį maždaug metus ir maitinamą rekombinacijos energija. Visi pūkuoto apvalkalo atomai buvo jonizuoti - elektronai, nepririšti prie atomų - išmetamame apvalkale plečiantis ir aušinant, visi elektronai vėl susisieja su atomais, o tai išskiria energiją, reikalingą trumpalaikiam energijos tiekimui. Tai, ką matome duomenyse, atitinka šį vaizdą. “
Natūralu, kad komanda svarstė visas turimas galimybes paaiškinti staigų žvaigždės „dingimą“. Tai apėmė galimybę, kad žvaigždė buvo uždengta tiek dulkių, kad jos optinė / UV šviesa buvo absorbuojama ir vėl skleidžiama. Tačiau, kaip jie nustatė, tai neatitiko jų pastebėjimų.
„Svarbiausia, kad jokie modeliai, kurie žvaigždėms paslėpti naudoja dulkes, iš tikrųjų neveikia, todėl atrodo, kad viskas, kas yra dabar, turi būti daug mažiau šviečianti nei ta ankstesnė žvaigždė“. Kochanek paaiškino. „Nepavykusio supernovos modelio kontekste, likutinė šviesa atitinka vėlyvojo laiko, einančio į naujai susidariusią juodąją skylę besikaupiančias medžiagas, mažėjimą.“
Natūralu, kad prireiks papildomų stebėjimų, kad galėtume sužinoti, ar taip buvo. Tai greičiausiai apimtų IR ir rentgeno spinduliuotės misijas, tokias kaip „Spitzer“ kosminis teleskopas ir „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija arba vienas iš daugelio naujos kartos kosminių teleskopų, kurie bus dislokuoti ateinančiais metais.
Be to, Kochanekas ir jo kolegos tikisi ir toliau stebėti galimą juodąją skylę naudodamiesi LBT ir maždaug po metų nuo šio objekto pakartotinai aplankyti HST. „Jei tai tiesa, turėtume ir toliau matyti, kad objektas bėgant laikui išnyks“, - sakė jis.
Nereikia nė sakyti, jei tai tiesa, šis atradimas būtų beprecedentis įvykis astronomijos istorijoje. Ir šios naujienos tikrai sudomino mokslo bendruomenę. Kaip „Avi Loeb“, Harvardo universiteto astronomijos profesorius, sakė „Space Magazine“ el. Paštu:
„Labai įdomus yra pranešimas apie galimą žvaigždės, kuri sugriuvo, kad būtų padaryta juodoji skylė, atradimą. Jei tiesa, tai bus pirmasis tiesioginis juodosios skylės pristatymo kambario vaizdas. Nuotrauka yra šiek tiek nepatogi (kaip ir bet kuris gimdymo kambarys), joje yra neaiškumų dėl pristatyto kūdikio savybių. Būdas patvirtinti, kad gimė juodoji skylė, yra aptikti rentgeno spindulius.
„Mes žinome, kad egzistuoja žvaigždžių masės juodosios skylės, neseniai dėl to, kad LIGO komanda atrado gravitacines bangas iš jų susivienijimo. Beveik prieš aštuoniasdešimt metų Robertas Oppenheimeris ir bendradarbiai numatė, kad didžiulės žvaigždės gali sugriūti iki juodųjų skylių. Dabar mes galime turėti pirmuosius tiesioginius įrodymus, kad procesas iš tikrųjų vyksta gamtoje.
Bet, be abejo, turime sau priminti, kad atsižvelgiant į atstumą, tai, ką mes galime būti liudininkai su N6946-BH1, įvyko prieš 20 milijonų metų. Taigi žvelgiant iš šios galimos juodosios skylės, jos formavimas yra sena žinia. Bet mums tai gali būti vienas novatoriškiausių pastebėjimų astronomijos istorijoje.
Panašiai kaip erdvė ir laikas, reikšmingumas yra palyginti su stebėtoju!
