Astronomi su promatrali katastrofalne posljedice zvijezde koja je odabrala pogrešnog plesnog partnera, dokumentirajući ono što se čini kao nova vrsta supernove, koja se dogodila kada je masivna zvijezda pokušala progutati crnu rupu s kojom je bila u dugom „pas de deuxu“ (plesu za dvoje).
Zvijezda, koja je najmanje 10 puta masivnija od našeg Sunca, i crna rupa, koja ima sličnu masu, bile su gravitacijski povezane u onome što se naziva binarni sistem. Kako se udaljenost koja ih je razdvajala postepeno smanjivala, čini se da je ogromna gravitacijska sila crne rupe iskrivila zvijezdu – istegnula je iz njenog sfernog oblika – i isisala materijal prije nego što je došlo do eksplozije.
„Uhvatili smo masivnu zvijezdu u kobnom tangu s crnom rupom“, rekao je astrofizičar Alexander Gagliano iz Instituta za umjetnu inteligenciju i temeljne interakcije američke Nacionalne zaklade za nauku smještenog na Tehnološkom institutu Massachusetts, koautor studije objavljene ove sedmice u Astrophysical Journalu.
„Nakon što je godinama gubila masu u spirali smrti s crnom rupom, masivna zvijezda doživjela je svoj kraj eksplozijom. U sekundi je oslobodila više energije nego Sunce tokom cijelog svog životnog vijeka“, dodao je Gagliano.
Naučnici tragaju za mehanizmom spektakularne eksplozije
Eksplozija se dogodila oko 700 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost pređe u jednoj godini, odnosno 9,5 biliona kilometara.
„Gravitacijske sile dva objekata bile su zapravo slične jer mislimo da su imale slične mase. Ali zvijezda je bila mnogo veća, pa je bila u procesu gutanja crne rupe dok je crna rupa s nje povlačila materijal. Zvijezda je bila velika, ali napuhana, a crna rupa mala, ali moćna. Crna rupa je na kraju pobijedila“, rekao je Gagliano.
Naučnici nisu sigurni u tačan mehanizam koji je uzrokovao supernovu.
„Nije jasno izaziva li izobličenje nestabilnost koja potiče kolaps zvijezde, a zatim crna rupa brzo pojede preostali zvjezdani materijal, ili crna rupa potpuno razdvaja zvijezdu prije nego što postane supernova“, rekla je astrofizičarka sa Harvard univerziteta i glavna autorica studije Ashley Villar.
„Crna rupa je na složene načine privukla i transformirala zvijezdu“, dodala je Villar.
Životni ciklus binarnog sistema i sudbina masivnih zvijezda
Binarni sistem započeo je s dvije masivne zvijezde koje su kružile jedna oko druge kao kozmički partneri. No, jedna od zvijezda dosegla je kraj svog prirodnog životnog ciklusa i eksplodirala u supernovi, a njena jezgra se urušila i formirala crnu rupu – izuzetno gusti objekt s gravitacijom toliko jakom da čak ni svjetlost ne može pobjeći.
„Ovaj događaj otkriva da neke supernove mogu biti potaknute crnim rupama, dajući nam nove uvide u to kako neke zvijezde završavaju svoj život“, rekla je Villar.
Zvijezde koje su najmanje osam puta masivnije od Sunca čini se da su predodređene da završe svoj život kao supernove. One s masom najmanje 20 puta većom od Sunca formirat će crnu rupu nakon eksplozije.
Umjetna inteligencija omogućila revolucionarno otkriće
Algoritam umjetne inteligencije dizajniran za skeniranje neobičnih eksplozija u svemiru u stvarnom vremenu prvi je otkrio početak eksplozije, dajući upozorenje koje je omogućilo astronomima da odmah provedu dodatna promatranja. Do trenutka kada je eksplozija završila, promatrali su je brojni zemaljski i svemirski teleskopi.
„Naš algoritam umjetne inteligencije omogućio nam je da pokrenemo sveobuhvatnu promatračku studiju dovoljno rano da bismo prvi put zaista vidjeli cijelu sliku“, rekao je Gagliano.
Promatranja zvijezde, datirana četiri godine prije supernove, otkrila su sjajne emisije za koje astronomi vjeruju da su nastale kada je crna rupa usisala materijal sa zvijezde. Na primjer, čini se da je vanjski vodikov sloj zvijezde otkinut, otkrivajući sloj helija ispod.
Nova supernova
Naučnici su promatrali sjajne emisije nakon eksplozije dok je crna rupa konzumirala preostale zvjezdane krhotine. Na kraju je crna rupa postala masivnija.
Sistemi koji grupiraju dva ili više partnera prilično su česti. Neki od ovih višestrukih sistema imaju crnu rupu kao jednog od partnera.
„Naš zaključak je da na sudbinu zvijezda nevjerovatno utječe njihov partner – ili partneri. Ovaj događaj nam daje uzbudljiv uvid u to koliko dramatično crne rupe mogu utjecati na smrt masivnih zvijezda“, rekao je Gagliano.