Több száz csillag tűnt el, most magyarázatot találtak a pusztulásukra

Pár éve svéd csillagászok arról számoltak be, hogy az elmúlt hetven év csillagászati adatait elemezve mintegy 800 olyan világító pöttyöt találtak, amik a későbbi képekről nyomtalanul eltűntek. Hogy ezek átmeneti villanások, kozmikus ütközések, eddig ismeretlen optikai jelenségek voltak, esetleg idegen civilizációk takarták el a fényt, rejtély. Annyi biztos, hogy csillagok nem vesznek el vonaton felejtett esernyőként. 

A történtekre most a dán Niels Bohr Intézet és a német Max Planck Asztrofizikai Intézet közös kutatása kínál friss magyarázatot. Eszerint a csillagok halála nem minden esetben látványos, az összeomlás néha azonnal fekete lyuk keletkezésével végződik.

Mindez egy lehetséges kiegészítés a csillagok életciklusaihoz, amelynek jelenlegi forgatókönyve a napnál nyolcszor nehezebb csillagoknál dióhéjban a következő: a csillag magjában a hidrogénatomok héliumatomokká olvadnak össze, ez a fúzió, amely jelentős energiát szabadít fel. A folyamat addig tart, amíg van fúziós üzemanyag. A vasnál nehezebb elemek már nem funkcionálnak üzemanyagként, mert ezek fúziója már nem ad többletenergiát.

Amikor kiürül a tank, a magból kifelé áradó energia nyomása is megszűnik, a csillag anyaga pedig a magba zuhan. Ez hatalmas robbanással jár, amelynek fénye rövid ideig meghaladja egy teljes galaxisét. A robbanás helyét több millió év alatt eloszló, táguló gáz és porfelhő jelzi, amelynek közepén megmarad a csillag magja neutroncsillagként vagy fekete lyukként. Az esetek többségében a mag nem teljesen szimmetrikus, így a robbanás sem az, ezért egy rúgással kimozdítja helyéről a csillag központi maradványát – a pályát később vissza lehet követni a helyben maradó anyagfelhőig.

Teljes összeomlás

Arra, hogy a kozmosz nem mindig követi ezt a forgatókönyvet, a német és dán kutatók szerint a VFTS–243 csillagrendszer a bizonyíték. Ez 7,4 millió éves, a Napnál 25-ször nagyobb tömegű csillagból áll, és egy tízszeres naptömegű fekete lyukból. A párosból a fekete lyuk értelemszerűen nem látható, jelenlétére a partner mozgásának dinamikájából lehet következtetni. Az egyik lényeges eredmény, hogy a fekete lyuk keringési pályája nagyon szabályos – ez arra utal, hogy nem mozdította ki egy szupernóva-robbanás.

Egy szupernóva-robbanás általában másodpercenként 100–1000 kilométeres sebességgel indít meg egy neutroncsillagot, a fekete lyukakat valamivel kisebb sebességgel. A VFTS–243 rendszerben található fekete lyuk ebbe az eseménysorba nem illeszkedő, másodpercenként 4 kilométeres sebességgel mozog.

Az eredményeink alapján a VFTS–243 a legjobban megfigyelhető eset, amelyben az elmélet szerint totális összeomlás történhetett, a szupernóva-robbanás elmaradásával, ami a modelljeink szerint lehetséges

– mondta Irene Tamborra, a Niels Bohr Intézet asztrofizikusa.

A szakemberek szerint, amikor a gravitáció meghalad egy adott mértéket a csillag saját tömege alatt, összeroskadva nem robban, hanem egyenesen fekete lyukká válik.

Ha felnéznénk egy totális összeomláson keresztülmenő csillagra, csak annyit látnánk, hogy eltűnik. Az összeomlás annyira teljes, hogy nincs robbanás, nincs kilépő anyag, nem látnánk ragyogó fényt az égen

– magyarázza Alejandro Vigna-Gómez, a Koppenhágai Egyetem posztdoktori hallgatója.

A csillagászok szerint a totális összeomlás során kirobbanó anyag nem az általunk ismert protonokat és neutronokat tartalmazó barionikus anyag, hanem kisebb tömegű, kölcsönhatásba nem lépő neutrínók felhője lehetett. Utóbbi feltételezést neutron obszervatóriumok igazolhatják a jövőben.

(Earth.com, Eurekalert, Science Alert)