Ultimele cercetări arată că unele stele explodează atât de puternic încât dispar complet

Încă din anii 1960, oamenii de știință au teoretizat existența acestor supernove ultra-puternice, iar acum au găsit dovezi pentru ele. Deși indirecte, dovezile s-au găsit într-o cercetare care implică găuri negre și ondulații în spațiu-timp numite unde gravitaționale.

Hui Tong, doctorand în astrofizică la Universitatea Monash din Australia și autor principal al studiului publicat în revista Nature, a declarat că astfel de supernove apar la sfârșitul ciclului de viață a celor mai masive stele. Acestea au o masă de aproximativ 140 până la 260 de ori mai mare decât cea a Soarelui.

„În pofida masei lor uriașe, ele au vieți relativ scurte, de ordinul câtorva milioane de ani. Prin comparație, Soarele va trăi aproximativ 10 miliarde de ani. Aceste stele își consumă combustibilul de aproximativ o mie de ori mai repede. Sunt asemănătoare unui foc de artificii masiv care arde intens și pentru scurt timp înainte de a exploda”, a declarat cercetătorul.

150 de găuri negre au fost studiate

Explozia stelelor mari lasă în urmă o stea neutronică, un nucleu stelar colapsat și compact. Când explodează unele stele și mai mari, ele lasă în urmă o gaură neagră.Un obiect extrem de dens, cu o gravitație atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa. Gaura neagră păstrează o parte din masa inițială a stelei, restul fiind aruncat în spațiu.

Cercetătorii au analizat acum datele a 153 de perechi de găuri negre, calculându-le masa pe baza undelor gravitaționale emise. Apoi au separat găurile negre care se formaseră anterior prin fuziunea a două găuri negre mai mici.

Ceea ce au constatat ulterior a fost absența găurilor negre cu mase cuprinse între aproximativ 44 și 116 mase solare. Acest interval pe care l-au numit „intervalul interzis”.

Specialiștii spun că această absență poate fi explicată cel mai bine dacă cele mai masive stele, de la care ne-am aștepta să lase în urmă găuri negre în acest interval de masă, au fost de fapt anihilate la sfârșitul vieții lor într-un tip rar de explozie numit „supernovă cu instabilitate de pereche”, fără a lăsa urme.

„O supernovă cu instabilitate de pereche este unul dintre cele mai violente și explozive tipuri de moarte stelară”, a explicat Maya Fishbach, astrofiziciană la Institutul Canadian de Astrofizică Teoretică al Universității din Toronto și coautoare a studiului.

Sfârșitul vieții pentru cele mai masive stele

De obicei, stelele masive formează găuri negre. Cu cât steaua este mai masivă, cu atât gaura neagră este mai grea. Însă atunci când stelele ating un anumit prag de masă dincolo de care nu mai rămâne niciun rest stelar.

Selele uriașe evoluează inițial într-un mod similar altor stele masive, arzând hidrogen și heliu. Și având un nucleu mare alcătuit în principal din carbon și oxigen.

Pentru ca nucleul să rămână stabil, trebuie să existe un echilibru între presiunea gravitațională orientată spre interior și eliberarea de energie spre exterior, în cazul acestor stele.

Temperaturile extreme din interiorul acestor stele fac ca o parte dintre fotoni se transforme în perechi de particule subatomice numite electroni și pozitroni, slăbind astfel presiunea spre exterior care contribuia la menținerea stabilității nucleului. Tocmai aceste perechi de particule și instabilitatea pe care o provoacă dau denumirea stranie a acestei clase de supernove.

„Nucleul devine instabil, ceea ce duce la un colaps accelerat, urmat de o explozie termonucleară violentă care sfâșie steaua”, a spus Tong.

Dovezi privind existența Supernovelor

Aceste supernove au fost prezise pentru prima dată în urmă cu șase decenii dar, Fishbach a spus că „sunt rare și dificil de găsit și identificat”.

Dovezile prezentate în acest studiu ar putea reprezenta cel mai clar indiciu de până acum privind existența supernovelor cu instabilitate de pereche.

„Practic, folosim ceva invizibil, găurile negre, ca o arhivă a unora dintre cele mai strălucitoare explozii din univers”, a spus Tong.

Sursa: Hotnews