Sciencemag.cz
Doporučujeme
Zhroutila se hvězda do černé díry, aniž by došlo k explozi supernovy?
Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové zjistili, že v drobné trpasličí galaxii se ztratila nestabilní hmotná hvězda. Vědci se domnívají, že by se mohlo jednat o známku výrazného slábnutí spojeného s částečným stíněním světla prachem v okolí hvězdy. Mají však také provokativní alternativní vysvětlení – hvězda se zhroutila do černé díry, aniž by došlo k explozi supernovy. Pokud by tento druhý scénář byl skutečností, jednalo by se o první případ v historii, kdy by se podařilo takový konec života hmotné hvězdy zaznamenat.
Mezi roky 2001 a 2011 sledovala řada astronomických týmů podivnou hmotnou hvězdu v Kinmanově trpasličí galaxii (Kinman Dwarf galaxy) a pozorování naznačovala, že se jedná o objekt v pozdním stádiu vývoje. Andrew Alan (Trinity College, Dublin, Irsko) s kolegy z Irska, Chile a USA se snažili přijít na to, jak hmotné hvězdy zakončují svůj život, a tento objekt se zdál být ideálním cílem jejich výzkumu. Když však v roce 2019 na vzdálenou trpasličí galaxii zaměřili dalekohled ESO/VLT (Very Large Telescope), nebyla po hvězdě ani památka. „Opravdu nás to překvapilo, když jsme zjistili, že ta hvězda zmizela,“ říká Andrew Alan, vedoucí výzkumu publikovaného ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Při vzdálenosti 75 milionů světelných let je Kinmanova trpasličí galaxie (která se na obloze nachází v souhvězdí Vodnáře) příliš daleko na to, aby bylo možné v ní rozlišit jednotlivé hvězdy. Známky přítomnosti některých výrazných typů však odhalit lze. Mezi lety 2001 a 2011 světlo přicházející z galaxie trvale vykazovalo vlastnosti typické pro zářivou modrou proměnnou hvězdu (luminous blue variable) asi 2,5 milionkrát jasnější než Slunce. Hvězdy tohoto typu jsou nestabilní a procházejí občasnými dramatickými změnami jasnosti, které se projevují i ve spektru. I přes tyto nepravidelnosti po sobě zářivé modré proměnné zanechávají specifické stopy, které jsou vědci schopni nalézt a identifikovat. V datech, která tým získal v roce 2019, však jakákoliv známka tohoto typu chybí, a je tedy záhadou, co se s hvězdou stalo. „U takto hmotné hvězdy by bylo mimořádně neobvyklé, kdyby zanikla, aniž by došlo k explozi supernovy,“ upozorňuje Andrew Allan.
V srpnu 2019 vědci namířili na hvězdu nejprve spektrograf ESPRESSO, který využívá všech čtyř 8metrových dalekohledů VLT najednou. Nepodařilo se jim však najít signály, které v minulosti přítomnost hvězdy prozrazovaly. O několik měsíců později se stejný tým pokusil hvězdu nalézt znovu, tentokrát pomocí spektrografu X-shooter a jednoho z teleskopů systému VLT, ale opět neúspěšně.
„Možná jsme zaznamenali, jak jedna z nejhmotnějších hvězd blízkého vesmíru potichu odešla do temnoty,“ říká člen výzkumného týmu Jose Groh (Trinity College, Dublin). „Náš objev by nebylo možné uskutečnit bez použití výkonných 8m dalekohledů ESO/VLT, unikátních přístrojů a možnosti jejich rychlého použití na základě nedávno podepsané smlouvy o přistoupení Irska k ESO.“ Irsko se stalo členskou zemí ESO v září roku 2018.
Členové týmu následně obrátili svou pozornost na starší data získaná pomocí přístrojů X-shooter a UVES pracujících s dalekohledy systému VLT na Observatoři Paranal v chilské poušti Atacama. „Archiv vědeckých dat ESO nám umožnil najít a použít pozorování tohoto objektu pořízená mezi lety 2002 a 2009,“ vysvětluje Andrea Mehner, astronomka ESO v Chile, která na studii spolupracovala. „Srovnání spekter s vysokým rozlišením získaných spektrografem UVES v roce 2002 s naším pozorováním z roku 2019 pomocí nejnovějšího spektrografu ESPRESSO bylo mimořádně přínosné, a to jak z astronomického, tak přístrojového hlediska.“
Starší data naznačila, že hvězda v Kinmanově trpasličí galaxii mohla projít silným zjasněním, které pravděpodobně skončilo někdy po roce 2011. Zářivé modré proměnné hvězdy jako je tato, jsou známé tím, že během svého života procházejí mohutnými zjasněními, která vedou k prudkému zvýšení ztráty hmoty a dramatickému zvýšení zářivosti.
Na základě svých pozorování a modelů astronomové navrhli dvě možná vysvětlení pro náhlé zmizení této hvězdy bez výbuchu supernovy, ale se vztahem k předpokládanému zvýšení jasnosti. Zjasnění mohlo způsobit přeformování hvězdy do jiného méně zářivého typu, který navíc může být (rovněž v důsledku předchozího zjasnění) částečně ukryt v oblacích prachu. Druhou možností podle vědců je, že hvězda zkolabovala do podoby černé díry, aniž by došlo k explozi supernovy. To by však byl mimořádně vzácný jev, protože podle současného chápání závěrečných fází vývoje takto hmotných hvězd vedou procesy na konci jejich života v naprosté většině případů k explozi supernovy.
K definitivnímu odhalení osudu této podivné hvězdy je třeba další výzkum. Plánovaný dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který by měl začít pracovat v roce 2025, bude schopen rozlišit jednotlivé hvězdy i v Kinmanově trpasličí galaxii a pomůže tak vyřešit mnohé kosmické záhady, nejen tuto.
Výzkum byl prezentován v článku “The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B”, který byl publikován ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
