Наблюдая небо с помощью телескопа Very Large Telescope (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO), астрономы обнаружили отсутствие нестабильной массивной звезды в одной из карликовых галактик. Пока что исследователи предполагают, что это может указывать на то, что это произошло по причине снижения яркости звезды из-за ее частичного затемнения пылью. В качестве альтернативы выдвигается версия, что звезда могла быть затянута в черную дыру, не успев создать при этом сверхновой - процесс, который до сих пор наблюдался лишь косвенно.
Рисунок показывает, как могла бы выглядеть светящаяся синяя изменчивая звезда в карликовой галактике Кинмана до своего таинственного исчезновения. © ESO/L. Calçada
Как сообщает в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society команда, возглавляемая аспирантом Эндрю Алланом из колледжа Trinity College, «это может стать первым прямым доказательством существования такой гигантской звезды, которая заканчивает свою жизнь подобным образом».
В период с 2001 по 2011 год различные группы астрономов исследовали эту исчезнувшую из поля зрения земных наблюдателей массивную звезду, которая находится в карликовой галактике Кинмана. Эти наблюдения однозначно указывали на то, что звезда находилась на поздней стадии своего развития. Именно поэтому, когда Аллан и его коллеги в Ирландии, Чили и Соединенных Штатах захотели узнать побольше о том, как заканчивают свою жизнь особо массивные звезды, объект в карликовой галактике Кинмана показался им идеальной целью для наблюдения. Но когда в 2019 году они направили телескоп VLT ESO на далекую галактику, они не смогли найти там характерные сигнатуры звезды.
Подоплека
Карликовая галактика Кинмана находится на расстоянии около 75 миллионов световых лет в созвездии Водолея и слишком далека для астрономов, чтобы распознать ее отдельные звезды. Тем не менее, они могут отслеживать сигнатуры некоторых из них. С 2001 по 2011 год свет галактики постоянно демонстрировал, что в ней скрывается «светящаяся синяя переменная» (LBV), которая примерно в 2,5 миллиона раз ярче Солнца. Звезды этого типа нестабильны и иногда показывают драматические изменения в своем спектре и яркости. Но даже с такими колебаниями LBV оставляют определенные следы, которые могут быть идентифицированы учеными. Однако таковые полностью отсутствовали в данных, собранных командой в 2019 году, что заставило ученых задуматься о том, что же случилось со звездой.
«Для такой массивной звезды просто исчезнуть без генерации яркого взрыва сверхновой было бы крайне необычно», - комментирует наблюдение Аллан.
Группа Аллана впервые сфокусировала прибор ESO ESPRESSO на звезде в августе 2019 года, используя при этом все четыре 8-метровых телескопа обсерватории VLT одновременно. Но они так и не смогли найти признаков, которые ранее указывали на присутствие ярко сияющей звезды. Несколько месяцев спустя группа предприняла еще одну попытку, уже с инструментом X-Shooter и также на ESO VLT, и снова не нашла никаких следов звезды.
Обратившись к более старым данным, собранным с помощью инструмента X-shooter и прибора UVES на VLT ESO, расположенного в чилийской пустыне Атакама, а также с помощью телескопов в других местах Земли, исследователи смогли подтвердить прежнее существование звезды: «Сравнение спектров высокого разрешения UVES за 2002 год с нашими наблюдениями, которые мы получили в 2019 году с помощью новейшего спектрографа высокого разрешения ESPRESSO на ESO, стало особенно показательным и наглядным как с астрономической точки зрения, так и с точки зрения приборов».
Как сообщает ESO, старые данные свидетельствуют о том, что звезда в карликовой галактике Кинмана могла иметь период сильного извержения, который, вероятно, закончился где-то после 2011 года: «Светящиеся голубые переменчивые звезды, подобные этой, имеют тенденцию испытывать гигантские вспышки в течение своей жизни, что приводит к резкому увеличению скорости потери массы звезд и значительному увеличению их светимости».
Основываясь на своих наблюдениях и моделях, астрономы предложили два объяснения исчезновения звезды и отсутствия сверхновой, связанной с этой возможной вспышкой: «Вспышка могла привести к превращению LBV в менее яркую звезду, которая также могла бы оказаться частично покрытой пылью. Кроме того, звезда могла бы попасть в черную дыру - без сопутствующего взрыва сверхновой». Однако это стало бы крайне редким событием: «Наше сегодняшнее понимание того, как умирают массивные звезды, подразумевает, что большинство из них заканчивают свою жизнь сверхновой».
Но для того, чтобы подтвердить судьбу этой звезды, необходимы дальнейшие исследования Строящийся «Экстремально большой телескоп» (Extremely Large Telescope) ESO (ELT), который планируется ввести в эксплуатацию в 2025 году, будет способен рассмотреть звезды в таких отдаленных галактиках, как карликовая галактика Кинмана, что поможет решать космические головоломки, подобные этой.
