Жизненный цикл звезды обычно формулируется как формирование, происходящее внутри огромных облаков газа и пыли, а затем заканчивающееся либо планетарной туманностью, либо взрывом сверхновой. Однако за последние 70 лет появилось несколько массивных звезд, которые просто исчезли! Согласно моделям звездной эволюции, они должны взрываться как сверхновые, но вместо этого кажется, что они просто исчезают. Команда исследователей изучила поведение звезды VFTS 243 – звезды главной последовательности с черной дырой – и теперь полагает, что она, как и другие, только что коллапсировала, взорвавшись в черную дыру!
В течение жизни звезды внутренняя притягивающая сила гравитации уравновешивается выталкивающей наружу термоядерной силой (результат термоядерного синтеза в ядре). Как только ядро богато железом, как это происходит с массивными звездами, примерно в 8 раз более массивными, чем Солнца, процесс термоядерного синтеза прекращается, как и термоядерная сила. С прекращением действия силы ядро коллапсирует, внешние слои коллапсируют на ядро и отскакивают назад в виде мощного взрыва, известного как сверхновая. Фактический механизм взрыва и образование компактного объекта, оставшегося от ядра, до сих пор является предметом многочисленных споров.
Процесс сверхновой — один из самых мощных взрывов во Вселенной. Когда звезда коллапсирует, возникает ударная волна, которая может вызвать термоядерный синтез во внешней оболочке звезды-прародителя. Реакции могут создавать новые элементы тяжелее железа. В статье, недавно опубликованной международной группой астрономов под руководством Алехандро Винья-Гомеса из Института астрофизики Макса Планка в Германии, команда пролила новый свет на этот процесс. Они показали, что звезда может быть настолько массивной, что ее гигантская сила гравитации может быть настолько сильной, что даже взрыв сверхновой не сможет произойти.
Открытие команды, похоже, связано с концепцией исчезающих звезд. За последние несколько лет стало очевидно, что некоторые звезды, кажется, просто исчезают из поля зрения, не проходя фазу планетарной туманности и не превращаясь в сверхновую. Открытие сверхмассивных звезд, претерпевающих полный коллапс без сверхновой, теперь дает хорошее объяснение этому явлению.
Команда пришла к такому выводу, когда исследовала объект, известный как VFTS 243; двойная система, включающая звезду, которая, как считается, в 25 раз массивнее Солнца, и черную дыру, в 10 раз массивнее Солнца. Оба объекта вращаются вокруг общего центра тяжести за период 10,4 дня и лежат в туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке — на расстоянии 160 000 световых лет от нас. Бинарная система — не первая открытая подобная система, о таких системах известно уже несколько десятилетий.
Изучение системы показало, что орбита была почти круговой. Учитывая, что одна из звезд коллапсировала в черную дыру, почти круглая орбита и отсутствие каких-либо свидетельств взрыва указывают на то, что звезда полностью рухнула. Полный коллапс означал, что вся материя звезды рухнула в черную дыру, и никакое вещество не вырвалось наружу в виде сверхновой. Может быть, тогда команда наконец раскрыла механизм исчезновения массивных звезд? Это, конечно, похоже, но для подтверждения необходимы дальнейшие наблюдения двойных систем со звездами и черными дырами.
Источник: Ограничения на натальные выбросы нейтрино из двойной черной дыры VFTS 243.
