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科学者たちは星が最初に爆発せずにブラックホールに真っ直ぐ落ちるのを目撃したかもしれない
この理論は、星が超新星として爆発せずにブラックホールに直接落ちる可能性があることを示唆しています。実際、これは比較的よくあることです。しかし、それにもかかわらず、天文学者たちはそれを裏付ける観測証拠をほとんど見つけていません。
しかし、これは私たちの隣の国でも起こったかもしれません アンドロメダ銀河、 そして天文学者たちはそれを危うく見逃してしまうところだった。
発見は、次のタイトルの研究で発表されています。 」ブラックホールの形成によるアンドロメダ銀河の巨星の消滅」 この論文はサイエンス誌に掲載されており、筆頭著者は キシュレーを与えるコロンビア大学の天文学教授。
研究者らは、さまざまな発生源を探して M31 の連続画像を調べました。画像は、2009 年から 2022 年まで 6 か月ごとに撮影されました。「2009 年から 2022 年までの 6 か月にわたる連続観測により、失敗した SNe などの塵っぽい恒星の爆発に伴う明るい中赤外過渡現象を発見しました」と彼は説明します。彼らは M31-2014-DS1 を発見し、2014 年から 2 年間にわたって、この源は中赤外線束を 50% 増加させました。
2年間の輝きの後、1年後には当初の勢いを下回った。絶滅は2022年まで続いた。
「これはおそらく私の人生で最も驚くべき発見だった」と筆頭著者のデイはある本の中で述べた。 プレスリリース。 「星の消滅の証拠は公開アーカイブデータの中に眠っていましたが、私たちがそれを拾うまで何年も誰もそれに気づきませんでした。」
この領域は他の地上望遠鏡や宇宙望遠鏡でもよく観測されており、研究者らはそれらの観測結果を利用して天体の光学光度曲線を取得した。 2016 年から 2019 年の間に、その光学的明るさは約 100 分の 1 に減少しました。この物体は2023年の地上光学観測では未確認でした。
ハッブルは 2022 年にそれを画像化しましたが、光学的には何も発見されず、近赤外線 (NIR) でかすかな光源のみが見つかりました。 2023年のケックによる追跡NIR観測と分光分析により、弱いNIR源が確認されました。
「この星の劇的な継続的な消滅は非常に異例であり、 超新星 が起こらず、星の核がブラックホールに直接崩壊する原因となった」とデイ氏は語った。
星が超新星として爆発せずに直接ブラックホールに落ちるかどうかは、 ニュートリノ著者らによると。大質量星がその寿命の終わりに達すると、その外側の放射はもはやそれ自身の質量を支えることができなくなります。星の核が崩壊してニュートリノが放出され、ニュートリノは星の外層、つまり星のエンベロープに衝撃波を送り込みます。
衝撃が十分に強い場合、封筒は放出され、星は超新星として爆発します。 「衝撃によってエンベロープが放出されなかった場合、エンベロープは崩壊した核の上に落ち、恒星質量ブラックホール（BH）を形成し、恒星が消滅すると予測される」と研究者らは書いている。
この星は約 13 個の太陽質量から始まりました。死後、太陽質量は 5 つしかありませんでした。強力な恒星風によってその質量の大部分が失われてしまいました。
「この質量の星は常に超新星として爆発すると長い間信じられてきました」とデイ氏は語った。 「同様の質量の星が爆発に成功するかもしれないし、失敗しないかもしれないという事実は、重力、ガス圧、そして強力な衝撃波が死にかけている星の内部で無秩序に相互作用するためである可能性が高い。」
天文学者は、別の明らかな崩壊ブラックホール候補を知っています。 2010年に、約2500万光年離れた壮大に設計された渦巻銀河NGC 6946で観察された。ただし、M31-2014-DS1よりも10倍ほど離れています。候補者の名前が決まりました N6946-BH1そしてその祖先も超巨星でした。それはまるでアンドロメダの天体のように、輝き始めてからゆっくりと消えていきました。
残念ながら、N6946-BH1は遠方にあるため非常に暗く、観測データの質もM31-2014-DS1ほど高くありません。しかし、この新しい発見により、N6946-BH1 が再び関連性を持つようになりました。
「私たちはブラックホールが星から来るに違いないことを知っています。これら2つの新しい出来事によって、私たちはそれが起こるのを目の当たりにし、このプロセスがどのように機能するかについて多くを学んでいます」と彼は言いました。 モーガン・マクロードハーバード大学の天文学講師であり、論文の共著者。
M31-2014-DS1 を見つけるのには大変な労力がかかりました。この研究は、可変赤外線源に関してこれまでに行われた最大の研究です。彼らはそのような天体を探して天の川銀河や他の近くの銀河の恒星集団を観察しましたが、見つかったのは 1 つだけでした。超新星は見逃すのが難しく、数カ月間の極度の明るさでその存在を知らせますが、直接崩壊ブラックホールはその逆です。
「超新星を見つけるのは簡単ではありません。なぜなら、超新星は銀河全体よりも数週間明るいのに、爆発せずに消えた個々の星を見つけるのは非常に難しいからです」とデイ氏は語った。
天文学者たちはそれをほとんど忘れ、天文データの山に埋もれていました。問題は、あと何人いるかということです。どれくらい一般的ですか?
「大質量星が基本的に爆発することなく消滅（そして死亡）し、5年以上誰もそれに気づかなかったということを知ったのは衝撃的でした」とデイ氏は語った。 「これは、宇宙における星の大量死についての私たちの理解に大きな影響を与えます。これらの出来事は外で静かに起こっており、簡単に気づかれないと言われています。」
天文学や天体物理学の多くの問題と同様、より多くのサンプルとより優れた観察のみが、これらの直接崩壊ブラック ホールの理解を進めることができます。 ベラ ルービン天文台 10 年にわたる空間と時間の遺産の調査により、それらの多くを発見する可能性があります。
オリジナルバージョン この記事が公開されました 今日の宇宙。
