Удивительная судьба звезды: как ученые увидели рождение черной дыры

Астрономы впервые смогли проследить, как массивная звезда умирает, не взрываясь, а тихо превращаясь в черную дыру. Это самый полный на сегодняшний день набор наблюдений за тем, как именно происходит переход от сияющего светила к «пожирателю света».

Светлана ЛевченкоАвтор новостей

Звезда M31−2014-DS1 находилась в соседней галактике Андромеды, примерно в 2,5 миллиона световых лет от Земли. Проанализировав данные наземных и космических телескопов за период с 2005 по 2023 год, ученые восстановили историю ее гибели. В 2014 году звезда начала ярко светиться в инфракрасном диапазоне, а затем в 2016 году стремительно потускнела — всего за год. К 2022−2023 годам она практически перестала излучать видимый свет, став в десять тысяч раз тусклее прежнего.

«Эта звезда была одной из самых ярких в галактике Андромеды, а потом ее просто не стало», — рассказывает руководитель исследования, научный сотрудник Института Флэтайрон Кишалай Де.

Когда массивная звезда — примерно в десять и более раз тяжелее Солнца — исчерпывает топливо внутри себя, гравитация начинает сжимать ее ядро. Обычно этот процесс порождает мощную ударную волну, которая разрывает звезду в колоссальном взрыве — ученые называют такую вспышку сверхновой. Однако если взрывная волна оказывается недостаточно сильной, материя падает обратно на поверхность гибнущей звезды, и вместо сверхновой формируется черная дыра.

Ключевую роль в этом процессе играет конвекция — движение газа от горячих внутренних слоев к более холодным внешним. Когда ядро звезды коллапсирует, внешние слои продолжают хаотично двигаться. Это не дает им сразу упасть в черную дыру: подобно воде, которая закручивается вокруг слива в ванной, газ продолжает вращаться, медленно втягиваясь внутрь звезды на протяжении десятилетий.

«Скорость падения материи оказывается намного медленнее, чем если бы звезда просто схлопнулась, — объясняет соавтор работы Андреа Антони. — Вместо месяцев или года процесс занимает десятки лет». Лишь около 1% вещества звезды в итоге поглощается черной дырой, и именно этот процесс порождает свечение, которое астрономы наблюдают сегодня от объекта M31−2014-DS1.

«Мы знаем о существовании черных дыр почти 50 лет, но только начинаем понимать, какие звезды превращаются в них и как именно это происходит», — заключает Кишалай Де.

Ученые считают, что M31‑2014‑DS1 и ранее обнаруженная ими звезда с похожей судьбой, NGC 6946‑BH1 обозначают целый новый класс так называемых «сверхновых-неудачниц» — звезд, которые умирают тихо, без взрыва. По словам Кишалая Де, такие открытия — «редкие драгоценности», из которых постепенно складывается истинная картина рождения черных дыр во Вселенной.

Ранее ученые разгадали тайну «маленьких красных точек», найденных телескопом «Джеймс Уэбб»

• космос

Поделиться