Försvunnen stjärna kan avslöja hur svarta hål föds

I en galax långt långt borta har en stjärna plötsligt försvunnit. Eller inte så långt borta, den ligger i vår granngalax Andromeda, 2,5 miljoner ljusår från jorden. Stjärnans försvinnande kan ge nya ledtrådar till hur svarta hål föds.

Svarta hål uppstår när massiva stjärnor kollapsar under sin egen tyngd, genom en stjärnexplosion. Deras existens förutspåddes redan av Albert Einstein 1915. Det första tydliga tecknet på att svarta hål faktiskt finns kom 1971 med upptäckten av den starka röntgenkällan Cygnus X-1. Ytterligare ett genombrott skedde 2015 med den första observationen av gravitationsvågor från kolliderande svarta hål. Det finns dock många mysterier kvar att lösa och jakten på dessa massiva och osynliga objekt fortsätter. 

Det är i ny studie publicerad i Science som stjärnans öde undersöks. Vanligtvis expanderar massiva stjärnor i slutet av sina liv och exploderar i supernovor. Om stjärnan är tillräckligt massiv kan explosionen leda till ett svart hål. Den nya observationen skulle kunna stödja en alternativ teori om hur svarta hål föds – utan att någon supernova är inblandad. 

I teorin kan ett svart hål bildas genom att stjärnans kärna kollapsar utan en explosion, i en så kallad misslyckad supernova. Forskargruppen jämför händelsen med en tidigare observation av en försvinnande stjärna i galaxen NGC 6946, där det misstänks att något liknande har hänt. 

Om det rör sig om svarta hål i något av dessa fall är dock ännu inte bekräftat.

 – Det kanske är ett svart hål, kanske inte, säger Jesper Sollerman, professor i astronomi vid Stockholms universitet. 

Jesper Sollerman forskar om supernovor och har läst studien. Genom att studera en galax under lång tid kan forskare upptäcka när stjärnor exploderar, eller när de försvinner. Massiva stjärnor lever i miljontals år och i slutskedet kan mycket hända. Objektet som forskarna studerat är känt sedan innan och de har under flera års tid haft teleskopen riktade mot den. Stjärnan blev ovanligt ljusstark under 2014 för att successivt blekna fram till 2022. Året efter var den så gott som borta, den gick bara att mäta som en ljussvag punkt i infrarött ljus. 

Stjärnans snabbt minskande ljusstyrka kan vara en indikation på att kärnan har kollapsat till ett svart hål. Detta är en slutsats forskarna har tagit genom att jämföra observationerna med teoretiska modeller. 

Jesper Sollerman är tveksam till om denna upptäckt är det slutgiltiga svaret på om svarta hål kan bildas genom misslyckade supernovor. Stjärnans verkliga öde debatteras även av en annan forskargrupp i en ännu inte publicerad artikel. Ett moln av stoft och damm kan täcka stjärnan och förklara dess försvinnande. 

För att avgöra om stjärnan verkligen har blivit ett svart hål behöver den studeras under längre tid. Att leta efter fler liknande objekt kan också ta oss närmare svaret på hur svarta hål föds.