Очень Большой Телескоп обнаружил пропажу массивной звезды в другой галактике

В ходе наблюдений с Очень Большим Телескопом Европейской южной обсерватории (VLT) астрономы обнаружили пропажу неустойчивой массивной звезды в карликовой галактике. Ученые думают, что блеск звезды мог резко упасть или она могла скрыться за облаком пыли. Есть и другое объяснение: звезда коллапсировала в черную дыру без образования сверхновой. «Если это так, — говорит руководитель исследовательской группы, докторант колледжа Тринити-колледжа в Дублине Эндрю Аллан, — то мы впервые наблюдаем, как звезда-монстр заканчивает свою жизнь таким образом». Об открытии рассказывается в пресс-релизе Европейской южной обсерватории.

Между 2001 и 2011 годами различные группы астрономов изучали таинственную массивную звезду, расположенную в карликовой галактике Кинмана. Наблюдения показывали, что звезда находится на поздней стадии своей эволюции. Эндрю Аллан (Andrew Allan) и его сотрудники в Ирландии, Чили и США хотели узнать больше о том, как очень массивные звезды заканчивают свои жизни, и объект в карликовой галактике Кинмана выглядел идеальной мишенью. Но когда они направили телескоп ESO VLT на эту далекую галактику в 2019 году, они больше не нашли там этой звезды. «Мы с удивлением убедились в том, что звезда бесследно исчезла!» — говорит Эндрю Аллан.

Карликовая галактика Кинмана, расположенная примерно в 75 миллионах лет от нас в созвездии Водолея, находится слишком далеко, чтобы можно было видеть ее отдельные звезды, но наблюдать некоторые признаки их присутствия можно. С 2001 до 2011 года излучение галактики неизменно свидетельствовало о том, что в ней находится ‘голубая переменная звезда высокой светимости’, примерно в 2,5 миллиона раз ярче Солнца. Звезды такого типа неустойчивы, они демонстрируют резкие нерегулярные изменения своих спектров и блеска. Даже при этих скачках голубые переменные высокой светимости имеют определенные наблюдательные признаки. Однако в данных, полученных в 2019 году, этих признаков заметно не было. Это заставило астрономов задуматься: что же случилось со звездой?

В августе 2019 года группа впервые исследовала звезду при помощи приемника ESPRESSO, используя все четыре 8-метровых телескопа комплекса VLT одновременно. Но найти признаки, которые ранее указывали на присутствие звезды высокой светимости, не удалось. Спустя несколько месяцев группа воспользовалась смонтированным на том же телескопе ESO VLT приемником X-shooter, и снова безрезультатно.

Группа обратилась к более ранним данным, полученным приемниками X-shooter и UVES на VLT ESO в чилийской пустыне Атакама и на других телескопах мира. Прежние данные показывают, что звезда в карликовой галактике Кинмана, возможно, находилась в фазе сильной вспышки, которая, вероятно, закончилась где-то около 2011 года. Такие, как эта, голубые звезды высокой светимости в течение своей эволюции подвержены гигантским вспышкам, во время которых темп потери ими массы достигает пика, а светимость резко возрастает. 

На основе своих наблюдений и моделирования астрономы предложили два возможных объяснения исчезновения звезды без взрыва сверхновой, учитывающие и происшедшую вспышку. Вспышка могла быть вызвана превращением голубой переменной высокой светимости в звезду с более низкой светимостью, причем эта звезда могла, к тому же, быть частично скрыта облаком пыли. Другой возможностью, по мнению исследователей, могло быть схлопывание звезды в черную дыру без взрыва сверхновой. Это было бы крайне редким событием: согласно нашему нынешнему представлению о последних стадиях эволюции массивных звезд, большинство из них должны взрываться и образовывать сверхновые.

Подтвердить истинную судьбу этой звезды должны будущие исследования. Чрезвычайно Большой Телескоп ESO (ELT), ввод которого в строй планируется в 2025 году, будет иметь разрешение, достаточное для того, чтобы разглядеть отдельные звезды в удаленных галактиках, таких, как карликовая галактика Кинмана. Тогда, возможно, этот и другие секреты эволюции массивных звезд будут разгаданы.

Исследование будет опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.