Astronomové měli možnost sledovat jak hmotná hvězda umírá a následně se přeměňuje na černou díru. Pozorování se uskutečnilo díky vynikajícím optickým schopnostem tzv. velkého binokulárního dalekohledu (LBT), tedy dvojice kosmických teleskopu HST a Spitzer NASA. Teleskopy sledovaly pozůstatek po zániku hvězdy, ale objekt zmizel z dohledu.
Původní hvězda, která byla 25 krát hmotnější než naše Slunce měla explodovat jako jasná supernova. Na místo toho zmizela a zanechala po sobě černou díru.
"Velké selhání", jako je tomu v nedaleké galaxii může vysvětlit, proč astronomové zřídka vidí supernovy od nejjasnějších hvězd, řekl Christopher Kochanek, profesor astronomie na Ohio State University a Ohio Eminent Scholar v pozorovací kosmologii.
"Typickým názorem je, že hvězda může vytvořit černou díru teprve po příchodu do stádia supernovy, vysvětluje Kochanek. "Pokud by hvězda dokázala obejít fázi supernovy a přesto se stát černou dírou, pomohlo by to vysvětlit, proč nevidíme supernovy z nejjasnějších hvězd."
Kochanek vede tým astronomů, kteří své nejnovější poznatky publikovali v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society [paper MNRAS, preprint: astro-ph].
Mezi galaxiemi které pozorovali je NGC 6946. Jedná se o spirální galaxii nazývanou "Galaxie ohňostrojů" ležící od nás ve vzdálenosti 22 milionů sv. let. Její název pochází z toho, že se v galaxii často vyskytují supernovy. Podobně jako supernova SN 2017eaw, objevená 14. května, která v galaxii nyní svítí v době svého maxima. Od roku 2009 se jedna hvězda, nazývaná N6946-BH1 začala slabě zjasňovat. V roce 2015 se zdálo, že zmizí z dohledu.
Systém LBT supernovu neúspěšně hledal. Posléze do oblasti astronomové nasměrovali vesmírné teleskopy Hubble a Spitzer, aby zjistili, zda se objekt na místě stále nachází a je pouze velmi slabý. Teleskop Spitzer v oblasti vyhledával jakékoli infračervené záření. Pokud by bylo detekováno, znamenalo by to že hvězda je tam stále přítomna, ale možná se jen skryla za mračnem prachu.
Všechna pozorování byla negativní. Hvězda už neexistovala. Pečlivým procesem eliminace vědci nakonec došli k závěru, že se hvězda musela stát černou dírou.
V tomto projektu je příliš brzy na to, aby bylo jasné jak často hmotné hvězdy selhávají a jako supernovy nevybuchnou. Scott Adams, původně student Ohio State Univ. a který nedávno získal titul Ph.D. v této práci dokázal alespoň učinit přibližný odhad.
"N6946-BH1 je zatím jedinou pozorovanou neúspěšnou supernovou, kterou jsme našli během prvních sedmi let našeho výzkumu. Během této doby se v galaxiích, které jsme sledovali, objevilo šest normálních supernov, což naznačuje, že 10 až 30 procent hmotných hvězd zemře jako selhaná supernova," dodává.
"Je to jen zlomek případů, který by vysvětlil samotný problém, který nás motivoval k zahájení výzkumu. To znamená, že stále je méně pozorovaných supernov, než by se melo vyskytovat kdyby všechny hmotné hvězdy zemřely tímto způsobem."
Pro spoluautora studie Krzysztofa Stanka jsou skutečně nejzajímavější částí objevu jeho důsledky, které spočívají v původu vzniku velmi masivních černých děr - druhu objektů, které experiment LIGO detekoval gravitačními vlnami (LIGO je název projektu Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
Nemusí to dávat smysl, říká Stanek, profesor astronomie na Ohio State, že mohutná hvězda musí projít stádiem supernovy - procesem, který vyvolá odfouknutí většiny vnějších vrstev a stále ještě zůstane dost materiálu, aby vznikla velká černá díra, tedy alespoň ve škálách jaké projekt LIGO detekoval.
"Mám podezření, že je mnohem jednodušší vznik hmotné černé díry, pokud žádná supernova není," dodává Stanek.
Adams je nyní v Caltechu astrofyzikem. Další spoluautoři této studie jsou doktorand z Ohio State Jill Gerke a astronom z University of Oklahoma Xinyu Dai. Jejich výzkum byl podpořen National Science Foundation.
Laboratoř Jet Propulsion NASA v Pasadeně, Kalifornie, misi Spitzer Space Telescope řídí pro NASA Science Mission Directorate, Washington, D.C. Vědecké operace jsou vedeny z Spitzer Science Center v Caltech v Pasadeně, Kalifornie. Operace kosmických přístrojů jsou založeny na systémech Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Data jsou archivována v infračerveném vědeckém archivu umístěném v Infračerveném zpracovacím a analytickém centru v Caltechu. Caltech řídí JPL pro NASA.
Velký binokulární dalekohled je projekt mezinárodní spolupráce mezi institucemi v Spojených státech, v Itálii a v Německu.
Hubble Space Telescope je projekt mezinárodní spolupráce mezi NASA a ESA (Evropská kosmická agentura). NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt, Maryland dalekohled řídí. Vesmírný teleskop vědecký institut v Baltimore v Marylandu vede vědecké operace Hubble. STScI je provozován pro NASA Asociací univerzit pro výzkum v astronomii, Inc., ve Washingtonu, D.C.
Webcam
