Gotovo pola stoljeća, znanstvenici su se pretplatili na teoriju da će zvijezda kada dođe do kraja svog životnog ciklusa doživjeti gravitacijski kolaps. U ovom trenutku, pod pretpostavkom da je prisutna dovoljna masa, ovaj kolaps će pokrenuti stvaranje crne rupe. Znanje kada će se i kako formirati crna rupa već je dugo nešto što su astronomi tražili.
Zašto ne? Sposobnost svjedočenja stvaranja crne rupe ne bi bila samo nevjerojatan događaj, već bi dovela i do riznice znanstvenih otkrića. Prema nedavnoj studiji tima istraživača sa Sveučilišta Ohio State u Columbusu, možda smo konačno to učinili.
Istraživački tim vodio je Christopher Kochanek, profesor astronomije i ugledni stipendist iz države Ohio. Koristeći slike snimljene velikim dvoglednim teleskopom (LBT) i svemirskim teleskopom Hubble (HST), on i njegovi kolege proveli su niz promatranja crvene nadmoćne zvijezde po imenu N6946-BH1.
Da bi prekinuli proces stvaranja crnih rupa prema dolje, prema našem trenutnom razumijevanju životnih ciklusa zvijezda, crna rupa nastaje nakon što zvijezda vrlo velike mase doživi supernovu. To započinje kada je zvijezda iscrpila zalihe goriva, a zatim podnosi nagli gubitak mase, pri čemu se vanjska ljuska zvijezde prolijeva, ostavljajući iza sebe ostatak neutronske zvijezde.
Potom slijedi ponovno postavljanje elektrona na odbačene ione vodika, što uzrokuje pojavu svijetleće puknuće. Kad se stapanje vodika zaustavi, zvjezdani ostaci počinju se hladiti i blede; a na kraju se ostatak materijala kondenzira i tvori crnu rupu.
Međutim, posljednjih godina nekoliko astronoma nagađa da će u nekim slučajevima zvijezde doživjeti neuspjelu supernovu. U ovom scenariju vrlo velika masa zvijezda završava svoj životni ciklus pretvarajući se u crnu rupu bez uobičajenog ogromnog naleta energije prije.
Kao što je tim iz Ohija napomenuo u svojoj studiji pod naslovom „Potraga za neuspjelim supernovama s velikim dvoglednim teleskopom: potvrda nestajuće zvijezde“ - to se moglo dogoditi N6946-BH1, crvenom superjunaku koji ima 25 puta veću masu od naše Sunce se nalazi 20 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje.
Koristeći informacije dobivene pomoću LBT-a, tim je primijetio da je N6946-BH1 pokazao neke zanimljive promjene u sjajnosti između 2009. i 2015. - kada su napravljena dva odvojena opažanja. Na slikama iz 2009. N6946-BH1 se pojavljuje kao svijetla, izolirana zvijezda. To je u skladu s arhivskim podacima koje je HST uzeo 2007. godine.
Međutim, podaci dobiveni LBT-om 2015. pokazali su da zvijezda više nije vidljiva u vidljivoj valnoj duljini, što su potvrdili i podaci Hubblea iz iste godine. Podaci LBT-a također su pokazali da je zvijezda nekoliko mjeseci tijekom 2009. doživjela kratko, ali intenzivno bljeskanje, gdje je postala milijun puta svjetlija od našeg Sunca, a zatim neprestano izblijedjela.
Oni su, za usporedbu, također uzeli u obzir podatke iz Tvornice tranzitnih tvornica Palomar (PTF), kao i zapažanja Ron Arbora (britanskog amaterskog astronoma i lovaca na supernove). U oba slučaja, opažanja su pokazala da su se tijekom kratkog razdoblja u 2009. godini pojavile rakete, a potom je neprestano nestajalo.
Na kraju su ove informacije bile u skladu s neuspjelim modelom supernovae-crna rupa. Kao što je prof. Kochanek, vodeći autor grupe - rekao za Space Magazine e-poštom:
„U neuspjeloj slici nastanka supernove / crne rupe ovog događaja, prolazno je upravljano od strane propale supernove. Zvijezda koju vidimo prije događaja crveni je nadmoćan - tako da imate kompaktnu jezgru (veličine ~ zemlje) iz ljuske koja gori vodikom, a zatim ogromnu, puhastu proširenu omotnicu od uglavnom vodika koja bi se mogla proširiti do Jupiterove razmjere orbita. Ova je omotnica vrlo slabo vezana za zvijezdu. Kad se jezgra zvijezde uruši, gravitaciona masa pada za nekoliko desetina mase Sunca zbog energije koju odnose neutrini. Ovaj pad gravitacije zvijezde dovoljan je da pošalje slabašni udarni val kroz natečenu ovojnicu koja ga šalje odvlačeći se. To stvara hladan, nisko svjetlosni učinak (u usporedbi s supernovom, oko milijun puta većim od sunčeve svjetlosti), koji traje oko godinu dana, a pokreće ga energija rekombinacije. Svi atomi u naduvanoj ovojnici bili su ionizirani - elektroni nisu vezani za atome - kako se izbačena ovojnica širi i hladi, elektroni se opet vežu za atome, što oslobađa energiju za napajanje prolaznog. Ono što vidimo u podacima podudara se s ovom slikom. "
Naravno, tim je razmotrio sve dostupne mogućnosti kako bi objasnio iznenadni "nestanak" zvijezde. To uključuje mogućnost da je zvijezda bila obavijena toliko prašine da je optička / UV svjetlost apsorbirala i ponovo emitirala. Ali kako su otkrili, to se nije u skladu s njihovim opažanjima.
"Suština je u tome što nijedan model koji koristi prašinu za skrivanje zvijezde zaista ne djeluje, pa bi se činilo da sve što sada postoji mora biti mnogo manje blistavo od one koja je postojala prije." Objasnio je Kochanek. "U kontekstu neuspjelog modela supernove, zaostalo svjetlo je u skladu s kasnim vremenom propadanja emisije iz materijala koji dolazi u novoformiranu crnu rupu."
Naravno da će biti potrebna dodatna zapažanja prije nego što možemo znati je li to bio slučaj ili ne. To bi najvjerojatnije uključivalo IR i rendgenske misije, kao što su Spitrov svemirski teleskop i rendgenski opservatorij Chandra, ili jedan od mnogih svemirskih teleskopa nove generacije koji će se koristiti u narednim godinama.
Uz to se Kochanek i njegovi kolege nadaju da će nastaviti nadzirati moguću crnu rupu pomoću LBT-a i ponovnim posjetom objektu sa HST-om za otprilike godinu dana. "Ako je to istina, trebali bismo nastaviti vidjeti kako objekt izmiče vremenom", rekao je.
Nepotrebno je reći, ako je istinito, ovo bi otkriće bio događaj bez presedana u povijesti astronomije. A vijest je sigurno prikupila svoj dio uzbuđenja od znanstvene zajednice. Kao što je Avi Loeb - profesor astronomije na Sveučilištu Harvard - putem magazina Space Magazine izrazio e-poštu:
"Najava o potencijalnom otkriću zvijezde koja se srušila i napravila crnu rupu vrlo je zanimljiva. Ako je istina, to će biti prvi izravan pogled na dostavnu sobu crne rupe. Slika je pomalo neuredna (kao i svaka rodnica), s nesigurnostima u vezi s svojstvima djeteta koje je rođeno. Način da se potvrdi da se rodila crna rupa je otkrivanje rendgenskih zraka.
„Znamo da crne rupe zvjezdaste mase postoje, najnovije zahvaljujući otkriću gravitacijskih valova iz njihove koalescencije od strane LIGO tima. Prije gotovo osamdeset godina Robert Oppenheimer i suradnici predviđali su da se masivne zvijezde mogu srušiti do crnih rupa. Sada bismo mogli imati prve izravne dokaze da se postupak zapravo događa u prirodi.
Ali naravno, moramo se podsjetiti da se s obzirom na njegovu udaljenost ono što bismo mogli biti svjedoci N6946-BH1 dogodilo prije 20 milijuna godina. Dakle, iz perspektive ove potencijalne crne rupe, njezino stvaranje je stara vijest. Ali za nas bi to moglo biti jedno od najvažnijih zapažanja u povijesti astronomije.
Kao i prostor i vrijeme, značaj je u odnosu na promatrača!
