Imaginea arată o cochilie de gaz și praf gros (roșu) expulzată din straturile exterioare ale unei stele, pe măsură ce nucleul acesteia s-a prăbușit într-o gaură neagră. Regiunile interioare arată o sferă de gaz încălzită (alb), care continuă să cadă în gaura neagră centrală.
Credit: Keith Miller, Caltech/IPAC – SELab
Pentru prima dată, astronomii au observat cu claritate un fenomen mult anticipat, dar rar confirmat: o stea masivă care nu explodează într-o supernovă, ci colapsează direct într-o gaură neagră. Evenimentul a avut loc în galaxia Andromeda și oferă o perspectivă fără precedent asupra uneia dintre cele mai dramatice transformări din univers.
Steaua, desemnată M31-2014-DS1, era o supergigantă săracă în hidrogen, aflată la aproximativ 2,5 milioane de ani-lumină de Pământ. La formare, avea o masă de circa 13 ori mai mare decât cea a Soarelui, dar, în momentul final, ajunsese la aproximativ cinci mase solare, după ce își pierduse o mare parte din material prin vânturi stelare intense.
În 2014, telescopul spațial NEOWISE al NASA a detectat un fenomen neobișnuit: steaua devenea tot mai strălucitoare în domeniul infraroșu. Această intensificare a continuat timp de aproximativ trei ani, după care steaua s-a estompat rapid și a dispărut complet. În locul ei a rămas doar un nor de praf. Deși datele existau în arhivele publice, abia recent o echipă condusă de astronomul Kishalay De, de la Universitatea Columbia, a identificat semnificația acestui proces.
Interpretarea este remarcabilă: steaua nu a explodat într-o supernovă, așa cum se credea că se întâmplă inevitabil cu stelele masive, ci a suferit un colaps direct.
În mod obișnuit, când o stea masivă își epuizează combustibilul nuclear, nucleul ei se prăbușește, iar straturile exterioare sunt aruncate în spațiu într-o explozie violentă. În acest caz, însă, nucleul s-a prăbușit complet sub propria gravitație, fără a produce o explozie vizibilă.
Acest tip de colaps direct fusese prezis teoretic încă din anii '70, dar dovezile observaționale au fost limitate. Modelul prevedea că o astfel de stea ar emite o lumină infraroșie slabă, cauzată de materialul expulzat și de formarea unui cocon de praf. Exact acest tipar a fost observat în cazul M31-2014-DS1.
Fenomenul sugerează că echilibrul dintre gravitație, presiunea gazului și undele de șoc din interiorul unei stele muribunde poate evolua în moduri diferite. Uneori, aceste forțe produc o explozie spectaculoasă. Alteori, gravitația domină complet, iar steaua dispare în tăcere, lăsând în urmă o gaură neagră.
Descoperirea este importantă deoarece arată că multe găuri negre s-ar putea forma fără explozii vizibile. Spre deosebire de supernove, care pot străluci mai puternic decât întreaga galaxie pentru câteva săptămâni, colapsurile directe sunt discrete și greu de detectat. Este posibil ca numeroase astfel de evenimente să fi trecut neobservate până acum.
Astronomii au analizat milioane de stele din galaxia noastră și din galaxiile apropiate pentru a identifica semnături similare. M31-2014-DS1 a fost cel mai clar caz, confirmând predicțiile teoretice și oferind o imagine detaliată a procesului.
Deși găurile negre au fost teoretizate acum mai bine de jumătate de secol și au fost detectate indirect prin unde gravitaționale sau prin efectele asupra mediului din jur, observarea directă a momentului formării lor a rămas extrem de rară. Această descoperire schimbă situația și oferă un indiciu esențial: universul ar putea produce găuri negre mult mai frecvent decât se credea, iar unele dintre ele se nasc în liniște, prin dispariția aparent inexplicabilă a unei stele.
Sursa: Columbia.edu
