Очень Большой Телескоп фиксирует исчезновение массивной звезды

Используя Очень Большой Телескоп Европейской южной обсерватории (VLT), астрономы обнаружили отсутствие нестабильной массивной звезды в карликовой галактике.

Ученые полагают, что это может указывать на то, что звезда стала менее яркой и частично скрыта пылью. Альтернативное объяснение состоит в том, что звезда коллапсирует в черную дыру без образования сверхновой.

«Если это правда, — говорит руководитель группы Эндрю Аллан, — то это будет первое прямое обнаружение такой массивной звезды, заканчивающей свою жизнь таким образом.»

В период с 2001 по 2011 год различные группы астрономов изучали загадочную массивную звезду, расположенную в карликовой галактике Кинман, и их наблюдения показали, что она находится на поздней стадии своей эволюции.

Эндрю Аллан и его коллеги в Ирландии, Чили и США хотели узнать больше о том, как очень массивные звезды заканчивают свою жизнь, и объект в галактике Кинмана казался идеальной мишенью.

Но когда они направили VLT ESO на далекую галактику в 2019 году, они больше не смогли найти сигнатуры звезды. Вместо этого ученые с удивлением обнаружили, что звезда исчезла.

Расположенная примерно в 75 миллионах световых лет от нас в созвездии Водолея, карликовая галактика Кинмана находится слишком далеко, чтобы астрономы могли увидеть ее отдельные звезды, но они могут обнаружить сигнатуры некоторых из них.

С 2001 по 2011 год свет от галактики постоянно показывал доказательства того, что она содержит «светящуюся синюю переменную» звезду примерно в 2,5 миллиона раз ярче Солнца.

Звезды этого типа нестабильны, демонстрируя случайные сдвиги в их спектрах и яркости. Даже с этими сдвигами светящиеся синие переменные оставляют определенные следы, которые ученые могут идентифицировать, но они отсутствовали в данных, собранных 2019 году, что заставило астрономов задаться вопросом, что же случилось со звездой.

«Было бы очень необычно, чтобы такая массивная звезда исчезла, не вызвав яркого взрыва сверхновой», — говорит Эндрю Аллан.

Ученые впервые повернули инструмент ESPRESSO к звезде в августе 2019 года, используя одновременно четыре 8-метровых телескопа VLT. Но они не смогли найти признаков, которые ранее указывали на присутствие звезды. Несколько месяцев спустя группа попробовала инструмент X-shooter, также на VLT ESO, и снова не нашла никаких следов звезды.

Затем ученые обратились к более старым данным, собранным с помощью X-shooter и прибора UVES на VLT ESO, расположенном в чилийской пустыне Атакама, и телескопов в других местах.

«Научный архив ESO позволил нам найти и использовать данные одного и того же объекта, полученные в 2002 и 2009 годах», — говорит Андреа Менер, штатный астроном ESO в Чили, который участвовал в исследовании.

«Сравнение спектров UVES высокого разрешения 2002 года с нашими наблюдениями, полученными в 2019 году с помощью новейшего спектрографа ESO с высоким разрешением ESPRESSO, было особенно показательным как с астрономической, так и с приборной точки зрения.»

Старые данные указывали на то, что звезда в галактике Кинмана могла пережить период сильной вспышки, который, вероятно, закончился где-то после 2011 года. Светящиеся синие переменные звезды, такие как эта, склонны испытывать гигантские вспышки в течение своей жизни, в результате чего скорость потери массы звезд резко увеличивается, а светимость резко возрастает.

Основываясь на своих наблюдениях и моделях, астрономы предложили два объяснения исчезновения звезды и отсутствия сверхновой, связанной с этим возможным взрывом.

Вспышка, возможно, привела к превращению светящейся голубой переменной в менее светящуюся звезду, которая также может быть частично скрыта пылью. В качестве альтернативы, ученые говорят, что звезда коллапсировала в черную дыру, не вызвав взрыва сверхновой.

Это было бы редким событием: наше нынешнее понимание того, как умирают массивные звезды, указывает на то, что большинство из них заканчивают свою жизнь сверхновой.

Будущие исследования необходимы, чтобы подтвердить, какая судьба постигла эту звезду. Запланированный начать работу в 2025 году, Чрезвычайно Большой телескоп ESO (ELT) сможет увидеть звезды в отдаленных галактиках, помогая разгадывать космические загадки, подобные этой.

«The possible disappearance of a massive star in the low metallicity galaxy PHL 293B» Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). academic.oup.com/mnras/article … .1093/mnras/staa1629