В ходе наблюдений за карликовой галактикой, расположенной примерно в 75 миллионах световых лет от Земли в направлении созвездия Водолей, астрономы обнаружили пропажу неустойчивой массивной звезды. Одним из возможных объяснений таинственного исчезновения ученые называют облако пыли, которое скрыло от нас светило, но есть и другая, более интригующая гипотеза – перед нами первый пример прямого коллапса звезды в черную дыру без вспышки сверхновой. 

«Если это так, то мы впервые наблюдаем, как звезда-монстр заканчивает свою жизнь таким образом», – сказал Эндрю Аллан, ведущий автор исследования из Колледжа Св. Троицы в Дублине (Ирландия).

Пропавшая гигантская звезда в представлении худодника. Credit: ESO/L. Calçada

Между 2001 и 2011 годами различные группы астрономов изучали массивную звезду в карликовой галактике Кинмана. Наблюдения показывали, что она находится на поздней стадии своей эволюции.

«Изначально целью нашей работы было понимание того, как очень массивные звезды заканчивают свою жизнь, и этот объект выглядел идеальной мишенью. Но когда мы направили телескоп на далекую галактику Кинмана в 2019 году, нам не удалось найти искомую звезду. Мы с удивлением обнаружили, что она бесследно исчезла!» – отмечают участники исследования.

Карликовая галактика Кинмана. Credit: NASA, ESA/Hubble, J. Andrews (U. Arizona)

Карликовая галактика Кинмана находится слишком далеко, чтобы можно было видеть ее отдельные звезды, но наблюдать некоторые признаки их присутствия можно. С 2001 до 2011 год излучение галактики неизменно свидетельствовало о том, что в ней находится «голубая переменная звезда высокой светимости», примерно в 2,5 миллиона раз ярче Солнца.

Звезды такого типа неустойчивы, они демонстрируют резкие нерегулярные изменения своих спектров и блеска. Но даже при этих скачках такие объекты имеют определенные наблюдательные признаки. Однако, в данных, полученных группой в 2019 году, этих признаков заметно не было. Это заставило астрономов задуматься – что же случилось со звездой?

В поисках ответа астрономы обратились к более ранним данным, которые показали, что звезда в карликовой галактике Кинмана, возможно, находилась в фазе сильной вспышки, вероятно, завершившейся в 2011 году. Такие голубые звезды высокой светимости в течение своей эволюции подвержены гигантским вспышкам, во время которых темп потери ими массы достигает пика, а светимость резко возрастает.

На основе наблюдений и моделирования астрономы предложили два возможных объяснения исчезновения звезды без взрыва сверхновой, учитывающие и происшедшую вспышку.

«Вспышка могла быть вызвана превращением голубой переменной высокой светимости в звезду с более низкой светимостью, причем эта звезда могла, к тому же, быть частично скрыта облаком пыли. Или же могло произойти схлопывание звезды в черную дыру без взрыва сверхновой. Это было бы крайне редким событием: согласно нашим текущим представлениям о последних стадиях эволюции массивных звезд, большинство из них должны вспыхивать сверхновыми», – подвели итог авторы исследования.

Художественное представление Чрезвычайно Большого Телескопа. Credit: ESO

Подтвердить истинную судьбу таинственной звезды должны будущие исследования. Чрезвычайно Большой телескоп (ELT) Европейской южной обсерватории (ESO), ввод которого в строй планируется в 2025 году, будет иметь разрешение, достаточное для того, чтобы разглядеть отдельные звезды в удаленных галактиках, таких, как карликовая галактика Кинмана. Тогда, возможно, этот и другие секреты эволюции массивных звезд будут раскрыты.