Gli scienziati hanno scoperto prove evidenti che alcuni Stelle enormi Concludono la loro esistenza con un gemito, non con un botto, e sprofondano Buco nero Chi li fece senza luce e senza furore a Supernova.
Per capire perché questo è importante, dobbiamo iniziare con un corso intensivo sull’evoluzione stellare. Le stelle generano energia attraverso… Fusione nucleare I processi che avvengono nel suo nucleo attraverso i quali l’idrogeno viene convertito in elio. Quando stelle con almeno otto volte La massa del nostro sole Quando la riserva di idrogeno si esaurisce, iniziano invece le reazioni di fusione che coinvolgono altri elementi: elio, carbonio, ossigeno, ecc., finché non si ottiene un nucleo di ferro inerte che richiede più energia di quella che può essere immessa nella reazione di fusione per produrla. A questo punto le reazioni di fusione si fermano e la produzione di energia che trasporta la stella evapora. All’improvviso, la gravità ha preso il sopravvento e ha causato il collasso del nucleo, mentre gli strati esterni della stella rimbalzavano sul nucleo in contrazione ed esplodevano verso l’esterno, creando una supernova che a volte può brillare più luminosa di un’intera stella per alcune settimane. galassia.
Allo stesso tempo, il nucleo collassato forma un corpo compatto. Questo oggetto è spesso rotante Stella di neutroni Si chiama b Pulsar – Ma in determinate condizioni, potrebbe trattarsi di un buco nero di massa stellare. Questa è la storia standard per le linee temporali astrali. Tuttavia, gli astronomi stanno ora iniziando ad avanzare l’idea che alcune stelle che producono buchi neri potrebbero farlo senza Esplosione di supernova.
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I ricercatori hanno occasionalmente osservato l’evento Supernovae fallite – Stelle che iniziano luminose come se stessero per esplodere, ma poi vacillano e muoiono. Altrove, studi di lastre fotografiche antiche nell’ambito di La scomparsa e l’apparizione degli oggetti in un secolo di osservazioni Il progetto VASCO, guidato da Beatriz Villarroel, ha trovato decine di stelle su questi antichi dipinti che non si vedono più; È come se fossero scomparsi senza lasciare traccia.
Queste supernove fallite e le stelle in via di estinzione potrebbero essere la prova che le stelle sono quasi completamente attratte dal buco nero che formano prima che abbiano la possibilità di esplodere? Ebbene, alcuni scienziati potrebbero pensarlo.
“Se qualcuno stesse fissando una stella visibile in fase di completo collasso, potrebbe essere, nel tempo, come guardare una stella spegnersi improvvisamente e scomparire dal cielo”, ha detto Alejandro Vigna Gomez del Max Planck Institute. Per l’astrofisica in Germania in A dichiarazione. “Gli astronomi hanno effettivamente osservato recentemente l’improvvisa scomparsa di stelle luminose.”
Anche se l’idea è ancora solo una teoria, ora ha una forte prova a sostegno sotto forma di un esotico sistema binario studiato da Vigna Gomez e dal suo team. Il sistema è stato designato VFTS 243 È stato scoperto nel 2022 Si trova nella Nebulosa Tarantola, che si trova in… Grande Nube di Magellano; Contiene una stella con una massa di 25 masse solari e un buco nero con una massa di 10 masse solari, che deve essere stato prodotto da una stella massiccia che ha raggiunto la fine della sua vita relativamente di recente, in termini cosmici.
“VFTS 243 è un sistema eccezionale”, ha affermato Vigna-Gomez. “Nonostante VFTS 243 contenga una stella collassata in un buco nero, non sono state trovate tracce di un’esplosione da nessuna parte”.
Ad esempio, le orbite della stella e del buco nero in VFTS 243, attorno al loro comune centro di massa, sono ancora quasi circolari. Tuttavia, le esplosioni di supernova sono asimmetriche, con una quantità leggermente maggiore di energia prodotta in una direzione rispetto all’altra, il che dovrebbe dare un “calcio di nascita” al corpo compatto che la forma. Un tale calcio accelererebbe l’oggetto compatto, provocando l’espansione e l’allungamento ulteriore della sua orbita. Normalmente, la velocità di questo calcio è compresa tra 30 e 100 chilometri (19 e 62 miglia) al secondo, tuttavia, il buco nero in VFTS 243 è stato lanciato, al massimo, di soli quattro chilometri (2,5 miglia) al secondo.
Le conseguenze dei calci di nascita sono state osservate prima nelle pulsar, ma mai prima nei buchi neri di massa stellare. Questo molto probabilmente ci dice qualcosa su come si formano i buchi neri di massa stellare, e VFTS 243 è lo sguardo più chiaro finora sui risultati di questo processo.
I calci del parto sono il prodotto di tre cose: l’espulsione dei detriti dalla stella che esplode, un’esplosione Neutrini Dal cuore di una stella che collassa, e Onde gravitazionali. Tuttavia, se non ci fosse la supernova, non ci sarebbero detriti, lasciando solo neutrini e onde gravitazionali a fornire un calcio molto più piccolo – che è esattamente ciò che vediamo in VFTS 243.
Se questo fosse vero, significherebbe che molte delle stelle più massicce dell’universo, quelle che brillano più intensamente, finiscono la loro vita nell’oscurità silenziosa mentre vengono risucchiate nell’oblio del buco nero. Questo potrebbe anche essere il destino finale della stella sopravvissuta di VFTS 243 quando raggiungerà la fine della sua vita.
Ci sono anche implicazioni più ampie. L’esplosione di una supernova è una fabbrica di elementi. Non sono solo elementi come l’ossigeno, il carbonio e l’azoto a trovarsi negli strati esterni della stella morente spazio Poiché possono essere riciclati nella prossima generazione di stelle e pianeti, il calore intenso e l’energia dell’onda d’urto della supernova possono creare elementi più pesanti nei detriti della supernova. Ad esempio, uno dei motivi per cui le supernove brillano così a lungo è che il decadimento radioattivo degli isotopi di nichel derivanti dall’esplosione porta alla formazione di cobalto e ferro.
Tuttavia, se alcune stelle massicce collassano completamente in buchi neri senza esplosioni di supernova, non possono contribuire alla creazione e al riciclaggio degli elementi. Pertanto, i cosmochimici dovranno tenere conto di questo concetto, se effettivamente è corretto, nei loro modelli su come gli elementi si formano e si diffondono nello spazio. Solo allora potranno iniziare a comprendere appieno l’evoluzione chimica delle galassie, inclusa la nostra, e la velocità con cui gli elementi necessari per formare pianeti come… TerraForse anche con una vita propria costituita da elementi prodotti dall’esplosione di stelle, potrebbero accumularsi.
I risultati del VFTS 243 sono stati pubblicati il 9 maggio sulla rivista Lettere di revisione fisica.