Была — и исчезла. Астрономы потеряли звезду в Андромеде

На протяжении последних десяти лет учёные следили за необычным изменением яркости звезды M31-2014-DS1, находящейся в соседней галактике. Она то тускнела, то становилась ярче, а потом ...пропала.

При этом никакого взрыва сверхновой, который происходит в таких случаях, астрономы не зафиксировали. Возможно, они столкнулись с редким астрономическим событием.

Большинство случаев — оптические дефекты

Средства наблюдения за звёздным небом становятся всё лучше, и взор учёных проникает всё дальше в глубины Вселенной. Недавно астрономы решили сравнить снимки, сделанные в разные годы, и заметили, что некоторые звёзды просто исчезли.

Чтобы разобраться в этом, они даже затеяли своего рода расследование, подключив к анализу изображений нейросеть. Та просмотрела огромный массив фотографий и пришла к выводу, что из 150 тысяч выявленных различий большинство пришлось на оптические дефекты: то пылинка попала в кадр, то объектив был поцарапан. Тем не менее около сотни случаев так и оставили интригу в умах учёных: похоже, им действительно пришлось столкнуться с пропажей звёзд.

Версии выдвигались разные. Например, говорили о гравитационном линзировании: оно происходит, когда массивный объект — чёрная дыра — искажает свет звезды позади него. И она то появляется, то исчезает.

Где же «спецэффекты»?

В недавно опубликованной на сервере препринтов arXiv.org статье учёные приводят пример такого странного поведения звезды. Речь идёт о красном сверхгиганте M31-2014-DS1, находящемся в галактике Андромеды. Эта галактика, напомним, ближайшая к нашему Млечному Пути. Она находится примерно в 2,5 млн световых лет от нас.

M31-2014-DS1 — очень массивная и старая звезда, которая приблизилась к концу своего жизненного цикла. Астрономы следили за ней с 2014 года. Тогда она стала ярче, а между 2016 и 2019 годами принялась тускнеть, пока к 2023 году вовсе не исчезла с небосклона.

«Что за ерунда?» — удивились учёные. Эта звезда имела гораздо большую массу, чем наше Солнце, и от неё ожидали совсем другого — взрыва сверхновой. Он происходит, когда массивное светило расширяется к концу своего основного цикла, в его ядре заканчивается водород для термоядерных реакций, оно сжимается, а внешняя оболочка, наоборот, увеличивается до гигантских размеров. Звезда становится в сотни раз больше Солнца, и её оболочка в конце концов улетает в межзвёздное пространство, а ядро схлопывается, превращаясь в нейтронную звезду либо чёрную дыру. Это и есть взрыв сверхновой.

Но вместо него учёные увидели, что звезда просто исчезла — безо всякого взрыва. Коллапс гигантского светила не сопровождался яркой вспышкой и «спецэффектами» космического масштаба. Почему?

Схлопнулась, не известив Вселенную

Американские астрофизики в своей статье называют это явление «неудавшаяся сверхновая». Согласно их версии, оно может происходить со звёздами, чья масса находится в определённом диапазоне. Расчёты показывают, что исчезнувшая в галактике Андромеды звезда изначально имела массу около 20 солнечных, а к моменту своего исчезновения — всего около семи. Это значит, что она уже успела растерять оболочку и сбрасывать дальше было нечего. Звезда схлопнулась и стала невидимкой, скорее всего, чёрной дырой, не известив об этом Вселенную.

В чём причина такого поведения M31-2014-DS1, непонятно. Авторы статьи приводят в пример другие звёзды, которых «раздевали» соседние светила-компаньоны: те перетягивали к себе вещество жертвы. Такие случаи описаны, но они происходят в двойных звёздных системах.

Астрофизики считают, что пропавшая звезда представляла собой практически голое ядро с тонкой оболочкой. Она и светилась время от времени, постепенно угасая.

Сделанное открытие имеет важное значение для понимания эволюции звёзд и механизмов взрывов сверхновых.