Мистерия в космоса: защо смъртта на тази звезда е много, много странна

Учените може би са разбрали какво е причинило една от най-странните експлозии, наблюдавани някога в нашата вселена: масивна звезда е експлодирала, докато е била разкъсвана от черна дупка. Астрономите идентифицираха този взрив като нов вид супернова – мощни изблици, които бележат края на живота на една звезда, пише The Washington Post.

Експлозията, която се е случила на около 730 милиона светлинни години от Земята, е забелязана за първи път през юли 2023 г. с помощта на нов алгоритъм за изкуствен интелект, който сканира космоса в реално време за необичайни експлозии. Когато учените проучиха по-подробно събитието, те стигнаха до заключението, че огромна звезда е била в опасна орбита около малка черна дупка, която е изсмуквала газ и прах от звездата. Преди звездата да успее да погълне малката черна дупка, гравитационните сили на черната дупка са причинили експлозията на звездата.

„Тази черна дупка е оформила целия живот на звездата“ – от еволюцията ѝ до типа експлозия, която е сложила край на живота ѝ, каза Ашли Вилар, автор на проучването и професор в Харвардския университет. Откритието беше публикувано в сряда в списанието „The Astrophysical Journal“.

Не е необичайно да се видят такива обекти в близост един до друг, защото повечето масивни звезди се срещат в двойки или групи, каза Вилар. Вероятно и двата обекта в този сценарий са били някога звезди, орбитиращи близо една до друга, преди едната да еволюира в малка черна дупка. Сега, орбитираща около черната дупка, останалата звезда е загубила енергия и е била привлечена по-близо, докато не е експлодирала в нов тип супернова, невиждан досега.

Повечето супернови следват типична съдба: ядрото на звездата бързо се срива и изпраща мощна ударна вълна през външните слоеве на звездата. Силната енергийна вълна предизвиква кратък, но ярък светлинен блясък. Междувременно топлината и налягането от експлозията създават радиоактивни елементи, които се разпадат и освобождават енергия. Енергията се абсорбира от околния материал, което го кара да свети и поддържа суперновата ярка в продължение на седмици до месеци. С течение на времето това сияние изчезва.

Но тази конкретна експлозия, наречена SN 2023zkd от Международния астрономически съюз, беше необичайна по няколко причини. Първо, алгоритъмът засяк суперновата, докато тя затъмняваше, но светлината избледняваше много по-бавно от очакваното. Второ, учените прегледаха архивни данни и видяха, че суперновата всъщност е ставала по-ярка в продължение на около четири години, преди да започне да затъмнява, което е необичайно дълго време за супернова. Накрая, докато продължаваха да наблюдават звездата, тя неочаквано отново се засили.

Екипът събра ултравиолетови и инфрачервени данни за звездата от наземни и космически телескопи, заснемайки последователността от двете ярки събития и провеждайки симулации в компютърни модели. Въз основа на моделите, те определиха, че първото засилване и последвалото затихване вероятно не са били причинени от радиоактивно разпадане, наблюдавано при повечето супернови.

Вместо това, изследователите заявиха, че източникът на светлина вероятно е дошъл от задръстване около експлодиращата звезда. То започнало, когато разстоянието между масивната звезда и черната дупка намаляло. Силната гравитация на черната дупка започнала неравномерно да изтръгва газове и прах от звездата – като едната страна на чаршаф, заклещен в прахосмукачка. Когато звездата започнала да експлодира, взривната вълна се сблъскала с изтласканите газове около нея и създала първия блясък. Вторият, по-късен светкавичен блясък е бил причинен от по-бавно, но продължително сблъскване с гъстата, дисковидна облачност.

Екипът обмисли и друго възможно обяснение за източника на светлина, при което черната дупка разкъсва звездата, преди тя да има възможност да експлодира сама. Черната дупка привлича останките от звездата, които се сблъскват с околния газ и генерират светкавичен блясък, подобен на супернова.

Учените са изказали теория, че някои супернови могат да бъдат повлияни от друго тяло, което ги дърпа, и дори са заснели данни за супернови с двойни ярки събития.

Но „това е първият път, когато имаме всички тези части за една и съща експлозия“ от началото до края, каза Алекс Гаглиано, водещ автор на проучването и изследовател в Масачузетския технологичен институт. Той отдава голяма заслуга на алгоритъма им за ранното засичане на събитието, като са открили фини аномалии около 100 дни преди учените да забележат по-очевидни необичайни дейности.

Теоретичните учени може да продължат да анализират тези наблюдения с различни модели за алтернативни обяснения, „както е обичайно в тази област“, каза Ор Граур, професор по астрофизика в Университета в Портсмут, който не е участвал в изследването.

Това се дължи на особеностите на тази експлозия, които я правят „трудна за вписване в един от по-разпространените модели“ на супернови. 

„Има няколко странни супернови, които общността наблюдава непрекъснато, именно защото са интересни и не се вписват лесно в по-разпространените модели“, каза Граур, който е написал книга за супернови. 

Това наблюдение е само леко докосване до космическата повърхност на това, което се намира там.

Екипът планира да използва новия алгоритъм за изкуствен интелект, разработен съвместно с Института за изкуствен интелект и фундаментални взаимодействия към Националната научна фондация, за да пресява бързо данните и да открива повече събития, подобни на това.