Gandrīz pusgadsimta garumā zinātnieki ir pieņēmuši teoriju, ka, zvaigznei tuvojoties dzīves ciklam, tā piedzīvos gravitācijas sabrukumu. Šajā brīdī, pieņemot, ka ir pietiekami daudz masas, šis sabrukums izraisīs melnā cauruma veidošanos. Zināt, kad un kā veidosies melnais caurums, jau sen ir meklējuši astronomi.
Un kāpēc gan ne? Spēja novērot melnā cauruma veidošanos būtu ne tikai pārsteidzošs notikums, bet arī novestu pie zinātnisko atklājumu dārgumu krātuves. Un saskaņā ar neseno Kolumbijas Ohaio štata universitātes pētnieku grupas pētījumu, iespējams, mēs beidzot esam to izdarījuši.
Pētniecības komandu vadīja Kristofers Kočenks, astronomijas profesors un ievērojams zinātnieks Ohaio štatā. Izmantojot attēlus, kas uzņemti ar lielu binokulāro teleskopu (LBT) un Habla kosmisko teleskopu (HST), viņš un viņa kolēģi veica vairākas sarkanās supergānijas zvaigznes N6946-BH1 novērojumu sērijas.
Lai izjauktu melno caurumu veidošanās procesu, saskaņā ar mūsu pašreizējo izpratni par zvaigžņu dzīves cikliem melns caurums veidojas pēc tam, kad ļoti lielas masas zvaigzne piedzīvo supernovu. Tas sākas tad, kad zvaigzne ir pilnībā iztērējusi degvielu, un pēc tam pēkšņi zaudē masu, kur tiek novietots zvaigznes ārējais apvalks, atstājot aiz palikušo neitronu zvaigzni.
Pēc tam seko elektroni, kas atkal piestiprinās pie izdalītajiem ūdeņraža joniem, kas izraisa spilgtu uzliesmojumu. Kad ūdeņraža kausēšana apstājas, zvaigžņu paliekas sāk atdzist un izbalināt; un galu galā pārējais materiāls kondensējas, veidojot melno caurumu.
Tomēr pēdējos gados vairāki astronomi ir spekulējuši, ka dažos gadījumos zvaigznes piedzīvos neveiksmīgu supernovu. Šajā scenārijā ļoti lielas masas zvaigzne beidz savu dzīves ciklu, pārvēršoties melnajā caurumā, bez iepriekšēja masveida enerģijas pārrāvuma.
Kā Ohaio komanda atzīmēja savā pētījumā ar nosaukumu “Neveiksmīgu supernovu meklēšana ar Lielo binokļu teleskopu: pazudušas zvaigznes apstiprinājums” - tas varētu būt tas, kas notika ar N6946-BH1, sarkano supergāni, kurai 25 reizes pārsniedz mūsu masu Saule atrodas 20 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes.
Izmantojot informāciju, kas iegūta ar LBT, komanda atzīmēja, ka N6946-BH1 parādīja dažas interesantas izmaiņas tā spožumā no 2009. līdz 2015. gadam - kad tika veikti divi atsevišķi novērojumi. 2009. gada attēlos N6946-BH1 parādās kā spoža, izolēta zvaigzne. Tas saskanēja ar arhīva datiem, ko HST paņēma 2007. gadā.
Tomēr LBT 2015. gadā iegūtie dati parādīja, ka zvaigzne vairs nebija redzama redzamā viļņa garumā, ko apstiprināja arī tā paša gada Habla dati. LBT dati arī parādīja, ka vairākus mēnešus 2009. gada laikā zvaigzne piedzīvoja īsu, bet intensīvu uzliesmojumu, kur tā kļuva miljons reizes spožāka nekā mūsu Saule, un pēc tam vienmērīgi izbalēja.
Viņi salīdzināšanai izmantoja arī Palomar Tranzīta rūpnīcas (PTF) apsekojuma datus, kā arī Rona Arbora (britu amatieru astronoma un supernovas mednieka) novērojumus. Abos gadījumos novērojumi liecināja par uzliesmojumu īsā laikā 2009. gadā, kam sekoja vienmērīga izbalēšana.
Galu galā visa šī informācija atbilda neveiksmīgajam supernovu-melnā cauruma modelim. Kā žurnālam Space Magazine pa e-pastu stāstīja grupas galvenā autore prof. Kočenkova:
“Neveiksmīgas supernovas / melnā cauruma veidošanās attēlā par šo notikumu pārejošos virza neveiksmīgā supernova. Zvaigzne, kuru mēs redzam pirms notikuma, ir sarkana supergāna - tātad jums ir kompakta serde (~ zemes), kas izvada ūdeņraža degšanas apvalku, un pēc tam milzīga, pufīga, pagarināta aploksne, kas galvenokārt sastāv no ūdeņraža un kas varētu izplesties līdz Jupitera skalai. orbītā. Šī aploksne ir ļoti vāji piesaistīta zvaigznei. Kad zvaigznes kodols sabrūk, gravitācijas masa samazinās par dažām desmitdaļām no saules masas, pateicoties neitrīno atdalītajai enerģijai. Šis zvaigznes smaguma kritums ir pietiekams, lai caur uztverošo aploksni novirzītu vāju trieciena vilni, kas to aizsūtīs. Tas rada vēsu, zemu gaismas intensitāti (salīdzinot ar supernovu, kas apmēram miljons reizes pārsniedz saules spožumu), īslaicīgu, kas ilgst apmēram gadu un tiek darbināts no rekombinācijas enerģijas. Visi elsošajā aploksnē esošie atomi tika jonizēti - elektroni, kas nav saistīti ar atomiem -, kad izstumtā aploksne paplašinās un atdziest, visi elektroni atkal saistās ar atomiem, kas atbrīvo enerģiju pārejas enerģijas padevei. Tas, ko mēs redzam datos, atbilst šim attēlam. ”
Protams, komanda apsvēra visas pieejamās iespējas izskaidrot pēkšņu zvaigznes “pazušanu”. Tas ietvēra iespēju, ka zvaigzne ir apsegta tik daudz putekļu, ka tās optiskā / UV gaisma tiek absorbēta un atkārtoti izstarota. Bet kā viņi secināja, tas neatbilda viņu novērojumiem.
"Būtība ir tāda, ka neviens modelis, kas zvaigznes paslēpšanai izmanto putekļus, patiesībā nedarbojas, tāpēc šķiet, ka visam, kas tagad ir, jābūt daudz mazāk spožam nekā šai iepriekšējai zvaigznei." Kočenks paskaidroja. "Neizdevušās supernovas modeļa kontekstā atlikušā gaisma atbilst novēlotajam laika samazinājumam, ko rada materiāla uzkrāšanās jaunizveidotajam melnajam caurumam."
Protams, būs nepieciešami turpmāki novērojumi, pirms varēsim uzzināt, vai tas tā bija vai nebija. Tas, visticamāk, ietvertu IR un rentgena misijas, piemēram, Spicera kosmisko teleskopu un Čandras rentgena observatoriju vai vienu no daudzajiem nākamās paaudzes kosmosa teleskopiem, ko paredzēts izvietot nākamajos gados.
Turklāt Kochanek un viņa kolēģi cer turpināt novērot iespējamo melno caurumu, izmantojot LBT, un aptuveni gadu pēc šī brīža atkārtoti apmeklēt objektu ar HST. "Ja tā ir taisnība, mums jāturpina redzēt, kā objekts ar laiku pazūd," viņš sacīja.
Lieki piebilst, ka, ja tā ir patiesība, šis atklājums būtu vēl nebijis notikums astronomijas vēsturē. Un jaunumi noteikti ir ieguvuši lielu daļu no zinātnes aprindām. Kā Avi Loeb - Hārvarda universitātes astronomijas profesors - pavēstīja Space Magazine pa e-pastu:
“Ļoti interesants ir paziņojums par zvaigznes, kas sabruka, lai izveidotu melno caurumu, iespējamo atklāšanu. Ja tā ir taisnība, tas būs pirmais tiešais skats uz melnā cauruma piegādes istabu. Attēls ir nedaudz nekārtīgs (tāpat kā jebkura dzemdību istaba), ar neskaidrībām par piegādātā mazuļa īpašībām. Veids, kā apstiprināt, ka ir radies melnais caurums, ir rentgenstaru noteikšana.
“Mēs zinām, ka pastāv zvaigžņu masveida melnie caurumi, pavisam nesen pateicoties tam, ka LIGO komanda ir atradusi gravitācijas viļņus no viņu saplūšanas. Gandrīz pirms astoņdesmit gadiem Roberts Oppenheimers un līdzstrādnieki paredzēja, ka masīvas zvaigznes var sabrukt līdz melnajiem caurumiem. Tagad mums varētu būt pirmie tiešie pierādījumi tam, ka process faktiski notiek dabā.
Bet, protams, mums sev jāatgādina, ka, ņemot vērā tā attālumu, tas, ko mēs varētu būt liecinieki ar N6946-BH1, notika pirms 20 miljoniem gadu. Tātad no šī iespējamā melnā cauruma viedokļa tā veidošanās ir senas ziņas. Bet mums tas varētu būt viens no visnozīmīgākajiem novērojumiem astronomijas vēsturē.
Līdzīgi kā telpa un laiks, nozīmīgums ir saistīts ar novērotāju!
