2023 Autor: Brooke Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-05-20 23:53
Jako labutí píseň vesmíru nejhmotnější hvězdy explodují v ohromném výbuchu světla a energie, když zemřou. Astronomové však objevili novou třídu záhadných hvězd, které vypadají, že tiše a ve tmě mizí.
Objevy, podrobně popsané ve čtyřech samostatných studiích v časopise Nature z 21. prosince, by mohly odhalit nový způsob, jak hvězdy opouštějí vesmírnou fázi.
Až dosud si vědci mysleli, že hvězdy zaniknou pouze jedním ze dvou způsobů. Když hvězdám až osmkrát hmotnějším než naše Slunce dojde palivo, jejich vnější vrstvy se odlupují a zanechávají za sebou doutnající hvězdnou mrtvolu, nazývanou bílý trpaslík.
Silnější hvězdy nad tímto hmotnostním prahem umírají prudčeji. Když těmto hvězdám dojde palivo, jejich jádra se zhroutí a spustí titánské exploze zvané supernovy, které mohou do vesmíru vymrštit materiál o několika hmotnostech Slunce. Po výbuchu zůstane na místě hvězdy buď neutronová hvězda, nebo černá díra.
Nedávné studie spojily výbuchy supernov se světelnými, energetickými událostmi nazývanými gama záblesky (GRB), zejména těmi, které trvají déle než dvě sekundy. Tyto takzvané „dlouhé“GRB jsou jakýmsi smrtelným hrdlem pro masivní hvězdy a jsou emitovány krátce před výbuchem hvězd.
V červnu objevil dalekohled NASA Swift dlouhý GRB v trpasličí galaxii vzdálené 1,6 miliardy světelných let v souhvězdí Indus. Pod názvem GRB 060614 to trvalo 102 sekund. Astronomové upozorněni na událost rychle zamířili své pozemní dalekohledy na GRB 060614 a očekávali, že uvidí supernovu.
Ale nic se nestalo.
V jednom případě astronomové používající Very Large Telescope Evropské jižní observatoře bděli po dobu 50 dnů. "Navzdory našemu hloubkovému monitorování nebylo pozorováno žádné oživení způsobené supernovou," řekl Gianpiero Tagliaferri, astronom z observatoře Brera v Itálii, který se podílel na jedné ze studií.
"Temná" smrt masivní hvězdy astronomy zmátla. "Je to trochu jako neslyšet hrom z nedaleké bouře, když je vidět velmi dlouhotrvající záblesk," řekl Johan Fynbo z DARK Cosmology Center na Niels Bohr Institute of Copenhagen University v Dánsku.
Fynbův tým pozoroval další dlouhý GRB před měsícem s podobnými výsledky. Nazvaný GRB 060505 se odehrál v malé spirální galaxii a trval pouhé čtyři sekundy.
GRB 060614 a GRB 060505 společně naznačují, že existuje další cesta do zapomnění, kterou se mohou vydat masivní hvězdy, východ, který nezahrnuje výbuch supernovy.
"Je snadné vysvětlit jednu z těchto anomálních událostí jako náhodu, ale dvě podivné události dávají našemu tvrzení jistý šmrnc," řekl Joshua Bloom, astronom z Kalifornské univerzity v Berkeley zapojený do jedné ze studií. "Tyto události jsou pozorovacími hrozbami pro vzájemnou souvislost mezi dlouhými výbuchy a supernovami."
Jedním z možných vysvětlení je, že některé hmotné hvězdy ve smrti úplně obejdou fázi supernovy a vypustí pouze dlouhé gama paprsky, než se okamžitě zhroutí do černé díry. V tomto scénáři by „veškerý materiál, který je obvykle vymrštěn při explozi supernovy, spadl zpět a byl spolknut,“vysvětlil Guido Chincarini, astronom z University of Milano-Bicocca v Itálii, který byl v jednom z týmů studujících GRB. 060614.
Další možností je, že nový typ dlouhého GRB vznikne nějakým kosmickým sloučením. Například srážky mezi dvěma neutronovými hvězdami nebo neutronovou hvězdou a černou dírou také produkují GRB.
Tyto GRB jsou však obvykle mnohem prchavější, trvají méně než 2 sekundy a mají také tendenci být mnohem méně energetické.
"Musí být ve hře nějaký neznámý proces, o kterém v současné době nemáme tušení," řekl člen studijního týmu Massimo Della Valle z Osservatorio Astrofisico di Arcetri ve Firenze v Itálii. "Buď je to nový druh sloučení, který je schopen produkovat dlouhé výbuchy, nebo nový druh hvězdné exploze, při které hmota nemůže uniknout z černé díry."