Телескоп VLT зарегистрировал таинственное исчезновение массивной звезды

В ходе наблюдений на Очень Большом телескопе (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) астрономы обнаружили пропажу неустойчивой массивной звезды в карликовой галактике Кинмана. Ученые предполагают, блеск звезды мог резко упасть, так как она скрылась за облаком пыли. Есть и другое объяснение: звезда коллапсировала в черную дыру без образования сверхновой. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

В период между 2001 и 2011 годами различные группы астрономов изучали таинственную массивную звезду, расположенную в карликовой галактике Кинмана. Наблюдения показывали, что звезда находится на поздней стадии своей эволюции.

Астрономы из Ирландии, Чили и США решили на ее примере изучить, как заканчивают свою жизнь очень массивные звезды. Но когда они в 2019 году направили телескоп ESO VLT на эту далекую галактику, они не обнаружили там звезды.

"Мы с удивлением убедились в том, что звезда бесследно исчезла! — приводятся в пресс-релизе ESO слова руководителя исследования Эндрю Аллана (Andrew Allan) из Колледжа Святой Троицы в Дублине, в Ирландии. — Было крайне необычно, что такая массивная звезда исчезла без яркой вспышки сверхновой. Мы впервые наблюдаем, как звезда-монстр заканчивает свою жизнь таким образом".

Карликовая галактика Кинмана расположена примерно в 75 миллионах лет в созвездии Водолея — слишком далеко от нас, чтобы можно было видеть ее отдельные звезды, но наблюдать некоторые признаки их присутствия можно. С 2001 до 2011 года излучение галактики неизменно свидетельствовало о том, что в ней находится голубая переменная звезда высокой светимости, примерно в 2,5 миллиона раз ярче Солнца. Звезды такого типа неустойчивы, они демонстрируют резкие нерегулярные изменения своих спектров и блеска.

В августе 2019 г. группа впервые исследовала звезду с приемником ESPRESSO, используя все четыре восьмиметровых телескопа комплекса VLT одновременно. Но найти признаков, которые ранее указывали на присутствие звезды высокой светимости, не удалось. Спустя несколько месяцев группа воспользовалась смонтированным на том же телескопе ESO VLT приемником X-shooter, и снова безрезультатно.

Группа обратилась к более ранним данным, полученным с приемниками X-shooter и UVES на VLT ESO в чилийской пустыне Атакама и на других телескопах мира.

"Средства поиска Научного архива ESO позволили нам найти и использовать данные, полученные для этого объекта в 2002 и 2009 годах, — говорит еще один сотрудник из исследовательской группы Колледжа Святой Троицы в Дублине Хосе Гро (Jose Groh). — Сравнение спектров, полученных с высоким разрешением в 2002 году при помощи спектрографа UVES, с нашими наблюдениями 2019 года, проводившимися с разработанным в ESO новейшим спектрографом высокого разрешения ESPRESSO, было особенно показательным как в астрономическом, так и в техническом отношении".

Прежние данные свидетельствовали, что звезда в карликовой галактике Кинмана находилась в фазе сильной вспышки, которая, вероятно, закончилась где-то около 2011 года. Такие голубые звезды высокой светимости в течение своей эволюции подвержены гигантским вспышкам, во время которых темп потери ими массы достигает пика, а светимость резко возрастает.

"Возможно, мы зарегистрировали одну из самых массивных звезд в нашей области Вселенной", — отмечает Хосе Гро.

На основе своих наблюдений и моделирования астрономы предложили два возможных объяснения исчезновения звезды без взрыва сверхновой. Вспышка могла быть вызвана превращением голубой переменной высокой светимости в звезду с более низкой светимостью, причем эта звезда могла, к тому же, быть частично скрыта облаком пыли. Другой возможностью, по мнению исследователей, могло быть схлопывание звезды в черную дыру без взрыва сверхновой.

Ученые надеются, что секреты эволюции этой и других массивных звезд будут разгаданы, когда вступит в строй Чрезвычайно Большой телескоп ESO (ELT), ввод которого запланирован на 2025 год. Он будет иметь разрешение, достаточное для того, чтобы разглядеть отдельные звезды в удаленных галактиках, таких, как карликовая галактика Кинмана.