За последние 10 лет ученые наблюдали за странными изменениями, происходящими с красным сверхгигантом в соседней галактике. Сначала его светимость увеличивалась, затем она начала уменьшаться, и теперь звезда практически не видна. При этом астрономы не зафиксировали взрыва сверхновой, который обычно сопровождает такие явления.
Сравнивая изображения ночного неба, сделанные в разные годы, астрономы заметили, что некоторые звезды пропали. Эта тема не так давно устроили широкомасштабное расследование, огромное количество изображений анализировала нейросеть.
Из 150 тысяч обнаруженных различий на снимках большая часть оказалась ложными: это были, например, пылинки или царапины, попавшие на оптику. Однако около сотни случаев указывали на вероятное исчезновение настоящей звезды.
Существуют различные гипотезы относительно причин возникновения этого явления. Например, эффект гравитационного линзирования: массивный объект, подобный черной дыре, действует как своеобразная «линза», искажающая свет расположенного позади него объекта. В результате этого искажения, рядом с ним на короткое время может возникать некое образование, которое впоследствии исчезает.
Недавно исследователи обнаружили аналогичный случай, но теперь им стало ясно, что это такое. С 2014 года они изучали звезду M31-2014-DS1 в галактике Андромеды, идентифицировав в ней красного сверхгиганта — массивную и пожилую звезду, находящуюся на грани коллапса. Галактика Андромеды (М31) – крупный ближайший к Млечному Пути объект, который находится на расстоянии около 2,5 миллиона световых лет.
В конце своего жизненного цикла практически любая звезда начинает увеличиваться в размерах. Это происходит, когда запасы водорода в ядре, необходимого для термоядерных реакций, исчерпываются. Ядро сжимается, что приводит к его нагреву и перегреву окружающей мантии. Внешние слои звезды расширяются до колоссальных размеров, увеличивая её размеры в сотни раз по сравнению с Солнцем. Затем эти слои отбрасываются от звезды. Мантия карликовых звезд, подобных Солнцу, сходит с них относительно спокойно, а вот с массивных звёзд сбрасывается эффектным выбросом, известным как «взрыв сверхновой».
Оставшееся вещество рассеивается в окружающем пространстве, образуя живописное облако, в то время как ядро сжимается и трансформируется в один из трех типов объектов: для звезд, подобных Солнцу, и других маломассивных светил это будет белый карлик, диаметр которого сопоставим с планетой, а для массивных звезд – либо пульсар (нейтронная звезда), либо черная дыра.
Масса исчезнувшей звезды в галактике Андромеды значительно превышала массу Солнца. Поэтому, исходя из этого, можно было предположить, что она завершит свое существование взрывом сверхновой. Однако такого взрыва не произошло. Вместо этого, в течение первых двух лет наблюдений звезда начала проявлять признаки усиления яркости, затем за год она померкла до прежнего уровня и продолжила постепенно терять светимость.
К 2023 году её больше не удавалось обнаружить ни в оптическом, ни в ближнем инфракрасном диапазоне. Однако, приложив значительные усилия, астрономам всё же удалось заметить еле заметное образование на месте, где ранее располагалась звезда-сверхгигант.
По мнению американских астрофизиков, произошло событие, которое ранее считалось невозможным: звезда коллапсировала и превратилась в черную дыру, минуя стадию взрыва сверхновой, то есть не выпустив при этом почти ничего в окружающее пространство. Такое явление получило название «неудачная сверхновая». В статье ( доступна на сервере препринтов arXiv.org) специалисты сформулировали вероятный сценарий развития событий, объясняющий причины произошедшего.
По оценкам ученых, масса звезды до ее гибели составляла около 20 солнечных масс, однако к моменту исчезновения она «весила» всего семь Солнц. Это говорит о том, что звезда не потеряла внешние слои, поскольку большая их часть была утрачена ранее: внешняя мантия практически полностью исчезла. Причины этого явления не установлены, однако известно, что подобные «обнаженные» звезды часто теряют массу из-за гравитационного взаимодействия с другой звездой в двойной системе, которая перетягивает к себе вещество. Следует отметить, что звезды-сверхгиганты обычно входят в состав двойных звездных систем.
По мнению астрофизиков, «невидимая» звезда в галактике Андромеды, по всей видимости, являлась почти «голое» ядро, окруженное крайне тонкой оболочкой. Именно эти остатки некогда пышной мантии и излучали свет, когда звезда постепенно увеличивала свою яркость.