數百顆巨大的星星從天空中消失了。我們可能最終會知道為什么。
當我們所理解的宇宙大質量恒星死亡時,它們不會安靜地消失。隨著燃料耗盡,他們變得不穩定,被爆炸所破壞,最終在一顆壯觀的超新星中結束了他們的生命。
但科學家發現,一些大質量恒星已經消失了,在夜空中沒有留下任何痕跡。在較早的調查中清楚地看到的星星是莫名其妙地缺席了較新的.一顆星星并不完全是一組鑰匙——你不能把它丟在沙發后面。那么這些星星到底去哪兒了呢?
一項新的研究給了我們迄今為止最令人信服的解釋。由丹麥尼爾斯·玻爾研究所和德國馬克斯·普朗克天體物理研究所的天體物理學家亞歷杭德羅·維尼亞-戈麥斯領導的國際團隊認為,一些大質量恒星可能會死亡,畢竟不是一聲巨響,而是一聲嗚咽。
他們的證據?一個名為變頻器 243在大麥哲倫星云中,由黑洞和一顆伴星。這個系統沒有顯示出超新星爆炸的跡象,根據我們的模型,超新星爆炸應該伴隨著黑洞的形成。
“如果一個人站在遠處凝視一顆可見的恒星正在經歷完全坍塌,它可能只是在正確的時間,就像看著一顆星星突然熄滅并從天空中消失一樣,”Vigna-Gómez解釋道.
“坍塌是如此徹底,以至于沒有發生爆炸,沒有任何東西逃脫,人們不會在夜空中看到任何明亮的超新星。最近,天文學家實際上已經觀察到明亮的恒星突然消失。我們無法確定兩者之間的聯系,但我們從分析VFTS 243中獲得的結果使我們更接近于可信的解釋。
當一顆質量超過太陽質量8倍的恒星變成超新星時,它是非常混亂的。外層 - 恒星的大部分質量 - 被爆炸性地噴射到恒星周圍的空間中,在那里它們形成了一個巨大的,膨脹的塵埃和氣體云,徘徊不前數十萬到數百萬年.
與此同時,這顆恒星的核心不再受到聚變的向外壓力的支持,在重力作用下坍縮形成一個超致密物體,一個中子星或黑洞,取決于初始恒星的質量。
這些坍塌的核心并不總是停留在原地;如果超新星爆炸是不平衡的,這可能會將核心踢入太空。我們也可以有時追蹤核心的軌跡回到它死亡時噴射出的物質云,但如果經過足夠的時間,物質可能已經消散。但是出生踢的跡象可以持續更長的時間。
VFTS 243 是一個非常有趣的系統。它由一顆大約740萬年、質量約為太陽25倍的大質量恒星和一個質量約為太陽10倍的黑洞組成。
雖然我們不能直接看到黑洞,但我們可以根據其伴星的軌道運動來測量它——當然,我們可以推斷出關于這個系統的其他東西。
一件有趣的事情是軌道的形狀。它幾乎是圓形的。這與系統在太空中的運動一起表明,黑洞沒有受到超新星的巨大沖擊。早在 2022 年發現黑洞的研究人員懷疑一樣多;現在,維尼亞-戈麥斯和他的同事們的工作已經證實了這一點。
越來越多的證據表明,有時,大質量恒星可以直接坍縮到黑洞,沒有通過超新星或收集 200 太空美元。VFTS 243 代表了我們迄今為止對這種情況的最佳證據。
“我們的研究結果強調,VFTS 243是迄今為止通過完全坍縮形成的恒星黑洞理論的最佳可觀測案例,超新星爆炸失敗,我們的模型已經證明這是可能的。天體物理學家艾琳·坦博拉(Irene Tamborra)說尼爾斯·玻爾研究所。
“對于這些模型來說,這是一次重要的現實檢驗。我們當然希望該系統將成為未來研究恒星演化和坍縮的重要基準。
該研究已發表在物理評論快報.