Egy csillag halála általában nyomot hagy maga után – egy neutroncsillagot vagy egy fekete lyukat. Most azonban a kutatók olyan robbanásokra utaló jeleket találtak, amelyek után nem marad semmi. A felfedezés egy régóta létező elméletet hozott közelebb a bizonyításhoz.
A szupernóva a csillagok végső, robbanásszerű állapota, amely során hatalmas mennyiségű anyag és energia szabadul fel az űrben. A legtöbb esetben a robbanás után egy sűrű maradvány visszamarad, például neutroncsillag vagy fekete lyuk. A legújabb kutatások azonban arra utalnak, hogy léteznek olyan extrém erejű szupernóvák, amelyek teljesen megsemmisítik a csillagot.
A tudósok már az 1960-as években felvetették ezeknek az úgynevezett párinstabilitásos szupernóváknak a létezését. Most egy, a fekete lyukakat és a gravitációs hullámokat vizsgáló tanulmány közvetett bizonyítékot talált rájuk. A kutatást vezető Hui Tong, a Monash Egyetem doktorandusza szerint ezek az események a legnagyobb tömegű csillagok életének végén következnek be.
„Hatalmas tömegük ellenére viszonylag rövid, néhány millió éves életük van. Ehhez képest a Nap körülbelül 10 milliárd évig fog élni, így ezek a csillagok körülbelül ezerrel gyorsabban fogyasztják el az üzemanyagukat – hasonlóan egy hatalmas tűzijátékhoz, amely rövid ideig intenzíven ég, mielőtt felrobban” – mondta a kutató.
A kutatócsoport 153 fekete lyuk-pár adatait elemezte, a tömegüket a kibocsátott gravitációs hullámok alapján számítva ki. A vizsgálat során egy feltűnő hiányt fedeztek fel: bizonyos tömegtartományban – nagyjából 44 és 116 naptömeg között – nem találtak fekete lyukakat. Ezt a zónát „tiltott tartománynak” nevezték el.
A jelenség magyarázata az lehet, hogy azok a hatalmas csillagok, amelyekből ilyen tömegű fekete lyukak keletkezhetnének, valójában teljesen megsemmisülnek egy rendkívül erős robbanás során.
„A páros instabilitású szupernóva a csillaghalál egyik legerőszakosabb, legrobbanóbb típusa” – magyarázta Maya Fishbach, a Torontói Egyetem asztrofizikusa.
Ezeknél a csillagoknál a mag stabilitását biztosító egyensúly megbomlik. A rendkívül magas hőmérséklet hatására a fotonok elektron–pozitron párokká alakulnak, ami csökkenti a kifelé ható nyomást. Ennek következtében a csillag magja hirtelen összeomlik, majd egy heves termonukleáris robbanás teljesen szétveti az egész égitestet.
„A mag instabillá válik, ami gyorsított összeomláshoz vezet, amelyet egy heves termonukleáris robbanás követ, amely széttépi a csillagot” – mondta Tong.
Az ilyen események rendkívül ritkák, ezért közvetlen megfigyelésük eddig nem sikerült. A mostani eredmények azonban új megközelítést kínálnak: a fekete lyukak hiányából következtetnek ezeknek a robbanásoknak a létezésére.
„Gyakorlatilag valami láthatatlant, a fekete lyukakat használjuk az univerzum legfényesebb robbanásainak archívumaként” – fogalmazott Hui Tong.
