Астрономи розкрили причину зникнення зірки в галактиці Андромеди

За цим червоним надгігантом із цікавістю спостерігають останні 10 років. Спочатку він ставав яскравішим, потім почав тьмяніти, а тепер зовсім не виявляється. Причому жодного вибуху наднового, який у таких випадках очікується, не було.

Коли астрономи стали порівнювати знімки піднебіння різних років, вони виявили цікавий феномен: деякі зірки безвісти зникли. На цю тему навіть недавно влаштували широкомасштабне розслідування, безліч зображень аналізувала нейромережа.

У результаті зі 150 тисяч відмінностей на знімках абсолютну більшість визнали помилковими виявленнями: порошинками, подряпинами, що випадково потрапили на оптику і так далі. Але залишилося близько сотні випадків, коли, схоже, справді зникала справжнісінька зірка.

Фахівці пропонували різні варіанти природи цього явища. Наприклад, ефект так званого гравітаційного лінзування: дуже потужний об’єкт на зразок чорної дірки працює як «лінза» і спотворює світло об’єкта позаду нього, в результаті поряд з ним на якийсь час щось утворюється, а потім зникає.

Нещодавно вчені знайшли ще один такий загадковий приклад, але цього разу зрозуміли, що мають справу. З 2014 року вони спостерігали в галактиці Андромеди зірку M31-2014-DS1, в якій розпізнали червоного надгіганта — дуже масивну та стару зірку, яка ось-ось має «померти». Нагадаємо, галактика Андромеди (М31) — найближча велика сусідка Чумацького Шляху, розташована приблизно за 2,5 мільйона світлових років від нас.

Будь-яка зірка починає роздмухуватися наприкінці основного циклу свого «життя», тобто коли в її ядрі закінчується водень для термоядерних реакцій. Ядро стискається, від цього розжарюється і перегріває навколишню мантію. Зовнішня оболонка зірки розширюється до неймовірних розмірів: світило стає в сотні разів більшим за Сонце. Потім ця оболонка залишає зірку назавжди. Мантія карликових зірок типу Сонця сходить з них спокійно, але з масивних скидається ефектним спалахом під назвою «вибух наднової».

Викинута речовина залишається в навколишньому просторі мальовничою хмарою, а ядро ​​стискається і стає однією з трьох: у разі сонцеподібних та інших маломасивних світил — білим карликом діаметром приблизно з планету, а якщо зірка була важкоатлетом — або пульсаром (нейтронною зіркою), або чорною діркою.

Зникла зірка в галактиці Андромеди була у багато разів важчою за Сонце. Отже, від неї логічно було очікувати прощального вибуху наднової. Але його не було. Натомість зірка спочатку протягом приблизно перших двох років спостережень ставала яскравішою, потім потьмяніла за наступний рік до початкового рівня і продовжила поступово слабшати.

Зрештою, у 2023 році вона вже не простежувалася не лише в оптичному, а й у ближньому інфрачервоному діапазоні. Втім, насилу все ж таки вдалося розглянути щось ледве вловиме там, де ще недавно була зірка-надгігант.

На думку команди астрофізиків зі США, сталося те, що донедавна вважали за неможливе: зірка «схлопнулася» і перетворилася на чорну дірку без вибуху наднової, тобто не викинувши майже нічого в простір. Це явище називають невдалою надновою. У статті (доступна на сервері препринтів arXiv.org) вчені виклали сценарій ймовірного розвитку подій, який пояснює, чому саме так сталося.

Вони вважали, що «за життя» зірка мала масу приблизно як 20 Сонців, але на момент свого таємничого зникнення «важила» всього близько семи Сонців. Тобто вона не скинула оболонку з тієї простої причини, що вже не було чого скидати: практично всю свою зовнішню мантію зірка давно розгубила. Чому не уточнюється, але щодо інших таких «роздягнених» зірок встановлено, що їх «роздягає» зірка-компаньйон: вона перетягує до себе речовину жертви. Зазначимо, що зірки-надгіганти найчастіше розташовані у подвійних системах.

У будь-якому випадку, на думку астрофізиків, зірка в галактиці Андромеди, що стала «невидимкою», являла собою майже «голе» ядро, оточене дуже тонкою оболонкою. Саме ці залишки колись розкішної мантії і світилися, коли зірка помалу ставала яскравішою.