Co tu się stało? Była gwiazda, jest czarna dziura. Eksplozji nie było

Kiedy myślimy o końcu życia masywnej gwiazdy, kilka razy masywniejszej od Słońca, na myśl przychodzi nam automatycznie potężna eksplozja supernowa, w której umierająca gwiazda rozrywana jest na strzępy i przez chwilę świeci jaśniej, niż cała galaktyka, w której się znajduje. Jak się jednak okazuje, część gwiazd omija samą eksplozję i po prostu znika z nieba, zamieniając się bezpośrednio w czarną dziurę.
Radek Kosarzycki
09.01.2025·0·Przeczytasz w 3 minuty
This artist’s impression shows what the binary system VFTS 243 might look like if we were observing it up close. The system, which is located in the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud, is composed of a hot, blue star with 25 times the Sun’s mass and a black hole, which is at least nine times the mass of the Sun. The sizes of the two binary components are not to scale: in reality, the blue star is about 200 000 times larger than the black hole.  Note that the ‘lensing’ effect around the black hole is shown for illustration purposes only, to make this dark object more noticeable in the image. The inclination of the system means that, when looking at it from Earth, we cannot observe the black hole eclipsing the star.

This artist’s impression shows what the binary system VFTS 243 might look like if we were observing it up close. The system, which is located in the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud, is composed of a hot, blue star with 25 times the Sun’s mass and a black hole, which is at least nine times the mass of the Sun. The sizes of the two binary components are not to scale: in reality, the blue star is about 200 000 times larger than the black hole.  Note that the ‘lensing’ effect around the black hole is shown for illustration purposes only, to make this dark object more noticeable in the image. The inclination of the system means that, when looking at it from Earth, we cannot observe the black hole eclipsing the star.

W naszej galaktyce, w Drodze Mlecznej naukowcy wiele razy odkrywali układy podwójne składające się z gwiazdy i towarzyszącej jej czarnej dziury o masie pośredniej. Teraz jednak taki obiekt udało się odkryć w sąsiadującej z nami galaktyce karłowatej Wielki Obłok Magellana. Układ skatalogowany pod numerem VFTS 243, choć odległy od nas, okazał się doskonałym laboratorium do badania procesu implozji masywnej gwiazdy pod koniec życia. VFTS 243 składa się z masywnej gwiazdy o masie 25 mas Słońca, która tworzy układ podwójny z czarną dziurą o masie 10 mas Słońca.

Nasza obecna wiedza wskazuje na to, że po wyczerpaniu się paliwa we wnętrzu gwiazdy, jej jądro się zapada pod własnym ciężarem, uwalniając w tym momencie olbrzymie ilości energii. Zewnętrzne warstwy gwiazdy są następnie natychmiast wyrzucane w przestrzeń kosmiczną z olbrzymią prędkością. Oczywiście, w różnych częściach sfery odrzucana jest inna ilość materii o innej masie.

Czytaj także: Gwiazdy, które zniknęły: 100 tajemniczych przypadków na przestrzeni dekad

W efekcie, ze względu na te niesymetryczności, pozostałość po jądrze, np. gwiazda neutronowa doświadcza odrzutu, który potrafi ją wystrzelić w jednym kierunku z ogromną prędkością. O ile gwiazdy neutronowe tego typu, mknące przez galaktykę już odkrywano, o tyle nie wiadomo, czy takiego samego odrzutu doświadczają powstające w supernowych czarne dziury o masie gwiazdowej.

Czy czarna dziura może powstać z gwiazdy bez eksplozji supernowej?

Najnowsze odkrycie, że całkiem sporo gwiazd znika po prostu z nieboskłonu, implodując i zamieniając się w czarne dziury bez potężnej eksplozji supernowej, jeszcze bardziej utrudniają analizę sytuacji takich obiektów. Nie wiadomo bowiem, ile masy taka zapadająca się gwiazda traci w tym procesie i czy także doświadcza odrzutu.

Czytaj także: Naukowcy dostrzegli masową ucieczkę gwiazd. Co się dzieje w naszym galaktycznym sąsiedztwie?

Na szczęście udało się odkryć przypadek VFTS 243, który odkrył przed nami część tej tajemnicy. Tworząc model implozji masywnej gwiazdy w tym układzie, naukowcy odkryli, że cała energia emitowana podczas zapadania się gwiazdy w czarną dziurę emitowana jest w formie neutrin. Co jednak istotne, badacze wykazali, że neutrina emitowane są niezwykle symetrycznie w takiej samej ilości w każdym kierunku, a tym samym powstająca czarna dziura nie jest wystrzeliwana w przestrzeń międzygwiezdną, a może pozostać na miejscu, w tym konkretnym przypadku w układzie podwójnym.

UdostępnijTwitter