Sammenfaldende stjerne føder et sort hul

Astronomer har set som en massiv, døende stjerne blev sandsynligvis genfødt som et sort hul. Det tog den kombinerede kraft fra Large Binocular Telescope (LBT), og NASAs Hubble- og Spitzer-rumteleskoper for at gå på udkig efter rester af den besejrede stjerne, kun for at opdage, at den forsvandt ude af syne.

Det gik ud med et klynk i stedet for et brag.

Stjernen, som var 25 gange så massiv som vores sol, skulle være eksploderet i en meget lys supernova. I stedet, den flød ud - og efterlod så et sort hul.

"Massive fails" som denne i en nærliggende galakse kunne forklare, hvorfor astronomer sjældent ser supernovaer fra de mest massive stjerner, sagde Christopher Kochanek, professor i astronomi ved Ohio State University og Ohio Eminent Scholar in Observational Cosmology.

Så mange som 30 procent af sådanne stjerner, det ser ud til, kan stille og roligt kollapse i sorte huller - ingen supernova nødvendig.

"Den typiske opfattelse er, at en stjerne først kan danne et sort hul, efter at den går til supernova, " Kochanek forklarede. "Hvis en stjerne kan komme til kort fra en supernova og stadig lave et sort hul, det ville hjælpe med at forklare, hvorfor vi ikke ser supernovaer fra de mest massive stjerner."

Han leder et hold af astronomer, der offentliggjorde deres seneste resultater i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Blandt de galakser de har set er NGC 6946, en spiralgalakse 22 millioner lysår væk, der får tilnavnet "Fyrværkerigalaksen", fordi supernovaer ofte forekommer der - ja, SN 2017eaw, opdaget den 14. maj, lyser næsten maksimal lysstyrke nu. Fra 2009, en bestemt stjerne, navngivet N6946-BH1, begyndte at lysne svagt. I 2015 det så ud til at have blinket ud af eksistensen.

Efter LBT-undersøgelsen for mislykkede supernovaer viste stjernen, astronomer rettede rumteleskoperne Hubble og Spitzer for at se, om de stadig var der, men blot var dæmpede. De brugte også Spitzer til at søge efter infrarød stråling fra stedet. Det ville have været et tegn på, at stjernen stadig var til stede, men måske bare gemt bag en støvsky.

Alle testene var negative. Stjernen var der ikke længere. Ved en omhyggelig elimineringsproces, forskerne konkluderede til sidst, at stjernen må være blevet til et sort hul.

Det er for tidligt i projektet at vide med sikkerhed, hvor ofte stjerner oplever massive fejl, men Scott Adams, en tidligere Ohio State-studerende, der for nylig fik sin doktorgrad i dette arbejde, kunne lave et foreløbigt skøn.

"N6946-BH1 er den eneste sandsynlige fejlslagne supernova, som vi fandt i de første syv år af vores undersøgelse. I denne periode, seks normale supernovaer er opstået i de galakser, vi har overvåget, tyder på, at 10 til 30 procent af massive stjerner dør som fejlslagne supernovaer, " han sagde.

"Dette er blot den brøkdel, der ville forklare selve problemet, der motiverede os til at starte undersøgelsen, det er, at der er færre observerede supernovaer, end der burde forekomme, hvis alle massive stjerner dør på den måde."

At studere medforfatter Krzysztof Stanek, den virkelig interessante del af opdagelsen er de implikationer, den har for oprindelsen af ​​meget massive sorte huller - den slags, som LIGO-eksperimentet opdagede via gravitationsbølger. (LIGO er Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.)

Det giver ikke nødvendigvis mening, sagde Stanek, professor i astronomi ved Ohio State, at en massiv stjerne kunne gennemgå en supernova - en proces, der indebærer at blæse meget af dens ydre lag af - og stadig have nok masse tilbage til at danne et massivt sort hul på skalaen som dem, som LIGO opdagede.

"Jeg formoder, at det er meget nemmere at lave et meget massivt sort hul, hvis der ikke er nogen supernova, " konkluderede han.