Κοσμικό μυστήριο: Εξαφάνιση γιγαντιαίου άστρου. A Cosmic Mystery: ESO Telescope Captures the Disappearance of a Massive Star

Την απουσία εντός ασταθούς γιγαντιαίου άστρου σε έναν γαλαξία- νάνο αντιλήφθηκαν αστρονόμοι, χρησιμοποιώντας το Very Large Telescope (VLT) του European Southern Observatory. Astronomers have discovered the absence of an unstable massive star in a dwarf galaxy. Scientists think this could indicate that the star became less bright and partially obscured by dust. An alternative explanation is that the star collapsed into a black hole without producing a supernova. This illustration shows what the luminous blue variable star in the Kinman Dwarf galaxy could have looked like before its mysterious disappearance. Credit: ESO/L. Calçada

Επιστήμονες θεωρούν πως αυτό μπορεί να υποδεικνύει ότι το άστρο έγινε λιγότερο φωτεινό και εν μέρει καλυμμένο από σκόνη. Μια εναλλακτική εξήγηση είναι ότι κατέρρευσε σε μαύρη τρύπα χωρίς να παράξει σουπερνόβα. «Εάν ισχύει, θα είναι ο πρώτος απευθείας εντοπισμός ενός τέτοιο τερατώδους άστρου που “πεθαίνει” με αυτόν τον τρόπο» είπε ο επικεφαλής των ερευνητών, Άντριου Άλαν, διδακτορικός στο Trinity College Dublin στην Ιρλανδία.

Image of the Kinman Dwarf galaxy, also known as PHL 293B, taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope’s Wide Field Camera 3 in 2011, before the disappearance of the massive star. Located some 75 million light-years away, the galaxy is too far away for astronomers to clearly resolve its individual stars, but in observations done between 2001 and 2011, they detected the signatures of the massive star. These signatures were not present in more recent data. Credit: NASA, ESA/Hubble, J. Andrews (U. Arizona)

Μεταξύ του 2001 και του 2011, διάφορες ομάδες αστρονόμων μελέτησαν το μυστηριώδες γιγαντιαίο άστρο, στον γαλαξία Kinman Dwarf, και οι παρατηρήσεις τους υπέδειξαν πως ήταν σε ύστερο στάδιο της εξέλιξής του. Ο Άλαν και οι συνεργάτες του στην Ιρλανδία, τη Χιλή και τις ΗΠΑ ήθελαν να μάθουν περισσότερα για το πώς τα πολύ μεγάλα άστρα «πεθαίνουν», και αυτό στον Kinman Dwarf φαινόταν ιδανικό. Ωστόσο, όταν έστρεψαν προς αυτό το VLT, το 2019, δεν ήταν σε θέση να βρουν τα χαρακτηριστικά του ίχνη: «Αντ'αυτού, εκπλαγήκαμε όταν είδαμε πως το άστρο είχε εξαφανιστεί» σημείωσε ο ίδιος, που ηγήθηκε έρευνας η οποία δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

This wide-field view shows the region of the sky, in the constellation of Aquarius, where the Kinman Dwarf galaxy can be found. This view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Σε απόσταση περίπου 75 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά, στον αστερισμό του Υδροχόου, ο γαλαξίας Kinman Dwarf είναι πολύ μακριά για να μπορούν οι αστρονόμοι να βλέπουν τα μεμονωμένα του άστρα, μα μπορούν να εντοπίζουν τις «υπογραφές» κάποιων από αυτά. Από το 2001 ως το 2011, το φως από τον γαλαξία έδειχνε στοιχεία πως «φιλοξενούσε» ένα «luminous blue variable» (λαμπερό μπλε μεταβλητό) άστρο περίπου 2,5 εκατομμύρια φορές πιο φωτεινό από τον ήλιο μας. Τα άστρα αυτού του τύπου είναι ασταθή, δείχνοντας δραματικές μεταβολές στα φάσματα και τη φωτεινότητά τους. Ακόμα και με αυτές τις αλλαγές, τα άστρα αυτά αφήνουν πίσω τους ίχνη που μπορούν να εντοπιστούν, μα ήταν απόντα από τα δεδομένα που η ομάδα συνέλεξε το 2019, προκαλώντας ερωτηματικά σχετικά με το τι συνέβη στο άστρο. «Θα ήταν πολύ ασυνήθιστο για ένα τόσο μεγάλο άστρο να εξαφανιστεί χωρίς να παράξει μια φωτεινή έκρηξη σουπερνόβα» είπε ο Άλαν.«Μπορεί να βρήκαμε ένα από τα πιο μεγάλα άστρα του τοπικού σύμπαντος να χάνεται αθόρυβα μέσα στη νύχτα» είπε ο Χοσέ Γκροχ, άλλος ένας εκ των ερευνητών.

Astronomers have discovered the absence of an unstable massive star in a dwarf galaxy with ESO’s Very Large Telescope. This video offers a summary of the research. Credit: ESO

Παλιά δεδομένα υπέδειξαν πως το άστρο θα μπορούσε να περνά μια περίοδο ισχυρών εκλάμψεων που τελείωσε κάποια στιγμή μετά το 2011. Αυτά τα άστρα βιώνουν τέτοιες εκλάμψεις κατά τη διάρκεια της «ζωής» τους, προκαλώντας έξαρση της απώλειας μάζας τους και δραματική αύξηση της φωτεινότητάς τους.

This video starts by showing a wide-field view of a region of the sky in the constellation of Aquarius. It then zooms in to show the Kinman Dwarf galaxy, where a mysterious luminous blue variable star disappeared. The end of the video shows an artistic animation of what the star could have looked like before it disappeared. Credit: ESO/L. Calçada, Digitized Sky Survey 2, N. Risinger (skysurvey.org), NASA, ESA/Hubble, J. Andrews (U. Arizona). Music: Konstantino Polizois

Με βάση τις παρατηρήσεις και τα μοντέλα τους, οι αστρονόμοι έχουν υποδείξει δύο εξηγήσεις για την εξαφάνιση του άστρου και την έλλειψη ενός σουπερνόβα, σε σχέση με αυτή την πιθανή έκλαμψη. Η έκλαμψη μπορεί να οδήγησε στη μετατροπή του σε ένα λιγότερο φωτεινό άστρο, εν μέρει κρυμμένο από τη σκόνη. Εναλλακτικά, μπορεί να κατέρρευσε σε μαύρη τρύπα χωρίς να παράξει έκρηξη σουπερνόβα. Αυτό θα ήταν σπάνιο, καθώς αυτά που γνωρίζουμε σχετικά με το πώς «πεθαίνουν» τα μεγάλα άστρα είναι πως τα περισσότερα καταλήγουν σε σουπερνόβα.

Πηγές: Jennifer E Andrews, Eoin J Farrell, Ioana Boian, Nathan Smith, Andrea Mehner, Jose H Groh, Andrew P Allan. The possible disappearance of a massive star in the low-metallicity galaxy PHL 293B. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020; 496 (2): 1902 DOI: 10.1093/mnras/staa1629 - https://www.eso.org/public/news/eso2010/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1614873/kosmiko-mustirio-eksafanisi-gigantiaiou-astrou