Τα ευρήματα μιας νέας μελέτης ρίχνουν φως στη δυνατότητα των ογκωδών άστρων να καταρρεύσουν απευθείας σε μαύρες τρύπες χωρίς σουπερνόβα, προσφέροντας μια εύλογη εξήγηση για τη μυστηριώδη εξαφάνιση ορισμένων άστρων.

Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν προβληματιστεί από ένα ασυνήθιστο φαινόμενο: αστέρια που φαινομενικά εξαφανίζονται χωρίς να αφήνουν πίσω τους σημαντικά στοιχεία. Το αίνιγμα αυτό έχει αμφισβητήσει την κατανόηση που έχουμε για τους κύκλους ζωής των άστρων και προκάλεσε περαιτέρω έρευνα για το τι μπορεί να προκαλεί τέτοιες εξαφανίσεις.

Το 2019, το πρόγραμμα Vanishing and Appearing Sources during a Century of Observations (VASCO) έθεσε ως στόχο να καταγράψει αστέρια που εξαφανίστηκαν τα τελευταία 70 χρόνια. Εντόπισαν περίπου 100 αστέρια που είχαν εξαφανιστεί χωρίς καμία σαφή εξήγηση. Ενώ τα αστέρια συνήθως εξασθενούν όπως ο Betelgeuse, εκρήγνυνται ως υπερκαινοφανείς ή καταρρέουν σε μαύρες τρύπες ή αστέρια νετρονίων, γενικά δεν εξαφανίζονται απλώς από το οπτικό πεδίο.

Μια νέα μελέτη εμβαθύνει σε αυτό το μυστήριο διερευνώντας τους μηχανισμούς πίσω από την κατάρρευση των άστρων. Οι συγγραφείς εξηγούν ότι στον καθυστερημένο μηχανισμό που καθοδηγείται από νετρίνα, τα νετρίνα μπορούν να αναζωογονήσουν ένα σταματημένο ωστικό κύμα, οδηγώντας σε μια επιτυχημένη έκρηξη σουπερνόβα. Αυτή η διαδικασία τυπικά οδηγεί στην εκτίναξη του αστρικού μανδύα και στο σχηματισμό ενός αστέρα νετρονίων. Ωστόσο, εάν αυτός ο μηχανισμός έκρηξης αποτύχει, η συνεχής συσσώρευση ύλης πάνω στο πρωτο-αστέρι νετρονίων μπορεί να το ωθήσει πάνω από το όριο μάζας του, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας.

Μια πιθανή εξήγηση για την εξαφάνιση των άστρων, που υποστηρίζεται προσωρινά από πρόσφατα στοιχεία, είναι ότι τα επαρκώς ογκώδη άστρα μπορούν να καταρρεύσουν απευθείας σε μαύρες τρύπες χωρίς τη δραματική έκρηξη σουπερνόβα. Αυτή η διαδικασία άμεσης κατάρρευσης θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί ορισμένα αστέρια φαίνεται να εξαφανίζονται χωρίς ίχνος.

«Στο ακραίο σενάριο της πλήρους κατάρρευσης σε μια μαύρη τρύπα, η μάζα των εκτοξεύσεων και τα natal kicks θεωρούνται πολύ χαμηλά», εξήγησαν οι ερευνητές. «Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα-ενέργεια χάνεται μέσω νετρίνων και, σε μικρότερο βαθμό, μέσω βαρυτικών κυμάτων. Αυτό διαφέρει από το τυπικό σενάριο όπου οι ανισοτροπικές βαρυονικές εκτινάξεις είναι οι κύριοι φορείς της ορμής».

Η μελέτη βρήκε στοιχεία που υποστηρίζουν την ιδέα ότι η μαύρη τρύπα στο VFTS 243 σχηματίστηκε με ελάχιστα βαρυονικά εκτοξεύματα, γεγονός που υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να έχει προκύψει από ολική κατάρρευση. «Οι υπολογισμοί μας παρέχουν περιορισμούς σχετικά με το συνολικό γενέθλιο λάκτισμα και την απώλεια μάζας, τα οποία βρίσκουμε ότι συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με την απώλεια μάζας αποκλειστικά μέσω της εκπομπής νετρίνων και ενός σχετικού γενέθλιου λάκτισμα», έγραψε η ομάδα, «παρά με εκτίναξη βαρυονικής μάζας».

Τα ευρήματα αυτά ρίχνουν φως στη δυνατότητα των ογκωδών άστρων να καταρρεύσουν απευθείας σε μαύρες τρύπες χωρίς σουπερνόβα, προσφέροντας μια εύλογη εξήγηση για τη μυστηριώδη εξαφάνιση ορισμένων άστρων. Η ανακάλυψη αυτή όχι μόνο εμβαθύνει την κατανόηση της αστρικής εξέλιξης, αλλά ανοίγει και νέους δρόμους για την έρευνα σχετικά με τους κύκλους ζωής των άστρων.