Tri godine izgleda kao duga vječnost u astronomiji, a ponekad je baš to dovoljno da se nešto veliko dogodi u tišini. U Andromedi, najbližoj velikoj galaksiji Mliječnoj stazi, jedna masivna zvijezda je od 2014. postupno pojačavala infracrveni sjaj, kao da “tinja” iza zastora. Zatim se naglo ugasila. U optičkom dijelu spektra praktički je nestala, a na njezinu mjestu ostao je omotač prašine.
Najčudniji dio priče nije samo to što se zvijezda ugasila bez eksplozije, nego to što je sve bilo snimljeno i dostupno u javnim arhivima, a nitko taj trag nije povezao godinama. Tek sada tim koji vodi Kishalay De, profesor astronomije na Sveučilištu Columbia, tvrdi da je pronašao objašnjenje: zvijezda se urušila izravno u crnu rupu, bez supernove. Upravo takav “tihi kolaps” astronomi očekuju desetljećima, ali rijetko imaju dovoljno dobar niz opažanja da bi ga mogli uvjerljivo pokazati.
Nestanak bez vatrometa
Zvijezda nosi oznaku M31-2014-DS1. Nalazila se u Andromedi, oko 2,5 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Bila je superdiv kojemu je tijekom života nestalo vodika u vanjskim slojevima, tip zvijezde koja je već prošla velik dio evolucijskog puta.
Kad se formirala, imala je oko 13 masa Sunca. Do kraja je spala na približno pet Sunčevih masa, jer je tijekom života snažnim vjetrovima otpuhala velik dio materijala. Upravo tu dolazimo do ključnog signala: infracrveno zračenje postupno je raslo i trajalo oko tri godine, a onda je uslijedio dramatičan pad sjaja i “nestanak” zvijezde, uz pojavu prašnjave “ljuske.”
De taj obrazac opisuje kao nešto što se teško uklapa u klasičnu sliku supernove. Po njemu, zvijezda je doživjela izravni kolaps: jezgra se nije “odgurnula” udarnim valom i izbacila slojeve u eksploziji, nego se cijeli unutarnji dio urušio prema unutra i završio kao crna rupa. “Dramatično i dugotrajno gašenje ove zvijezde vrlo je neobično i sugerira da supernova nije uspjela, pa se jezgra izravno urušila u crnu rupu”, rekao je De.
Još važnije, dodaje: zvijezde te mase godinama su se smatrale “sigurnim kandidatima” za eksploziju. Ovaj slučaj sugerira da ishod nije zadan, nego da isti raspon masa može završiti različito. De to objašnjava kao moguću posljedicu kaotične borbe između gravitacije, tlaka plina i udarnih valova u unutrašnjosti umiruće zvijezde: ponekad eksplozija “probije”, ponekad ne.
Stari trag, nova potraga
Kako su uopće tražili nešto što ne eksplodira? Tim se oslonio na ideju iz 1970-ih: zvijezda koja se izravno urušava može ostaviti slab infracrveni sjaj, nastao dok u završnim trenucima odbacuje vanjske slojeve i pritom se zaklanja prašinom. To nije bljesak koji nadjača galaksiju, nego tiha promjena koju je lako previdjeti.
Zato su krenuli u široku potragu po arhivima NASA-ine misije NEOWISE. Proveli su, kako navode, najveće istraživanje promjenjivih infracrvenih izvora dosad, prateći svaku zvijezdu u Mliječnoj stazi i obližnjim galaksijama ne bi li našli potpis zvijezde koja “nestaje”. U toj masi podataka naposljetku su naišli na M31-2014-DS1, a dodatne provjere pokazale su da se ponaša točno onako kako je teorija predviđala.
“Za razliku od supernova, koje je lako pronaći jer supernova na nekoliko tjedana zasjeni cijelu svoju galaksiju, pronalazak pojedinačnih zvijezda koje nestanu bez eksplozije nevjerojatno je težak”, rekao je De. I dodao rečenicu koja najbolje sažima cijelu epizodu: “Šokantno je znati da je masivna zvijezda praktički nestala bez eksplozije i da to nitko nije primijetio više od pet godina.”
Sličan slučaj možda je viđen i ranije, oko 2010. u galaksiji NGC 6946, ali ondje su podaci bili slabiji: objekt je bio oko deset puta udaljeniji, stotinjak puta tamniji i kvaliteta opažanja nije bila dovoljna da se priroda događaja zatvori bez rasprava. Ovdje je situacija drukčija, jer je Andromeda blizu, a trag u infracrvenom je dug i jasan.
Morgan MacLeod, predavač astronomije na Harvardu i suautor rada, tvrdi da se ovdje događa nešto rijetko: prvi put imamo priliku promatrati “nastanak” crne rupe gotovo u realnom vremenu, umjesto da o njoj zaključujemo tek iz posljedica. “Znamo da crne rupe moraju nastajati iz zvijezda. S ova dva događaja počinjemo gledati kako se to događa i učimo mnogo o tom procesu”, rekao je.
Crne rupe su teoretski opisane prije više od 50 godina. Danas znamo za desetke u Mliječnoj stazi, a opažanja gravitacijskih valova otkrila su stotine izvora u dalekom svemiru. Ipak, i dalje nema čvrstog dogovora koje zvijezde završavaju kao crne rupe i koliko često taj prijelaz ide bez supernove.
Upravo zato M31-2014-DS1 ima težinu veću od jedne “čudne zvijezde”. Ako je tim u pravu, dio masivnih zvijezda umire tiho, bez spektakla koji bi automatski pokrenuo alarme teleskopa. To znači da bi nam u statistici smrti masivnih zvijezda mogao nedostajati cijeli, do sada slabo vidljiv razred događaja: kolapsi koji se dogode, ostave prašinu i infracrveni trag, i onda se jednostavno povuku iz svijeta svjetla
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
