Astronomům se poprvé podařilo získat solidní důkaz existence vzácného vesmírného jevu, který lze s trochou nadsázky označit za vesmírný kanibalismus. Hvězda při něm pohltí kompaktní objekt jako neutronovou hvězdu či černou díru. Ta na oplátku pohltí jádro hvězdy, což způsobí explozi a zbyde pouze černá díra.
K jádru hvězdy
V hvězdném jádru dochází k termojaderné fúzi, která působí jeho rozpínání. Proti němu působí gravitační síla, která má naopak snahu jádro smrskávat. Síla termojaderné fúze je typicky v rovnováze se silou gravitační. Pokud by bylo jádro příliš husté, bude docházet k většímu počtu reakcí, tím převládne průběh fúze nad gravitací a jádro se roztáhne tak, aby se síly vyrovnaly. Naopak když se vyčerpá tolik paliva, že bude docházet k menšímu počtu reakcí, gravitace převládne, jádro se smrští, čímž se zvýší jeho hustota, tím se zvýší počet probíhajících reakcí a opět dojde k vyrovnání sil.
Pokud přestane probíhat fúzní reakce, k čemuž typicky dochází vyčerpáním jaderného paliva, dojde ke kolapsu jádra a v případě opravdu masivní hvězdy pozorujeme výbuch supernovy. Teorie ovšem předkládá možnost, že fúzní reakce může být narušena dříve, než dojde k vyčerpání paliva, a to sloučením hvězdy s kompaktním binárním objektem.
Hmotné hvězdy to táhnou ve dvou
Nejhmotnější hvězdy, jejichž hmotnost přesahuje osminásobek hmotnosti našeho Slunce, vznikají v binárních systémech. Expanze jedné z hvězd během jejího vývoje může vést k přenosu hmoty na jejího společníka, tedy druhou hvězdu. V některých systémech pak může dojít k tomu, že rychleji se vyvíjející hvězda, ta hmotnější, exploduje jako supernova. Na jejím místě pak zůstane kompaktní objekt, kterým může být neutronová hvězda či černá díra. Když později expanduje druhá hvězda, dochází k přenosu hmoty na kompaktní objekt. Takové systémy byly pozorovány v Mléčné dráze.
U systémů, které mají blízké oběžné dráhy, dochází k nestabilnímu přenosu hmoty, což způsobí, že kompaktní objekt vstoupí po spirále do atmosféry hmotné hvězdy. Během této fáze se vnější atmosféra hvězdy stává neohraničenou a formuje hustou expandující toroidní “skořápku” okolo binárního systému, nyní tedy jádra hvězdy a kompaktního objektu. Fyzika takového systému se velice obtížně modeluje. Je zde možnost, že kompaktní objekt se zastaví (přestane přibližovat) dříve, než dosáhne jádra hvězdy. Takový případ je vedoucím kandidátem na vytvoření blízkého dvojitého-kompaktního-objektu, který by mohl být detekován pozorováním gravitačních vln.
Po spirále k výbuchu
U dalších systémů se očekává, že spirálovitý pohyb bude pokračovat, dokud kompaktní objekt nedosáhne jádra hvězdy. Teorie pak předpovídá, že může dojít k prudkému narušení jádra, což povede k výbuchu.
Pro přibližnou představu a lehké uvolnění si zkuste vybavit film Muži v černém. Na konci filmu mimozemšťan v podobě obrovského brouka pohltí pro něj drobného agenta (s velkou zbraní). Agent musel sestoupit dostatečně hluboko do útrob brouka, kde jej prostřelil a z vnějšku byl vidět výbuch brouka. Nyní ale opět vážně. Astronoma Dilona Donga z Caltechu a jeho tým čekala takřka detektivní práce.
Foto: Se souhlasem Caltech/Chuck Carter; NRAO/AUI/NSF
Detektivní práce astronomů
První náznaky pozorované události přišly z Very Large Array (VLA), radiového teleskopu v Novém Mexiku. Během pozorování noční oblohy v roce 2017 bylo zaznamenáno množství radiové energie tak jasné jako explodující supernovy, dle pozorování ze Země v galaxii vzdálené zhruba 500 milionů světelných let.
Dong se svými kolegy galaxii následně pozorovali s pomocí VLA a jednoho z teleskopů na W. M. Keck Observatory na Hawai, který umožňuje pozorování ve stejném světelném rozsahu jako naše oči. Keckův teleskop zachytil světelný tok materiálu letícího všemi směry vysokou rychlostí z centrální lokace, což naznačovalo, že tam v minulosti došlo k vysoce energetickému výbuchu.
Tým dále našel zdroj velice jasného rentgenového záření v archivu z teleskopu Monitor Of All Sky X-ray Image (MAXI), což je japonský teleskop umístěný na mezinárodní vesmírné stanici. Toto rentgenové záření pozorované v roce 2014 vycházelo ze stejného místo jako dříve zmíněné rádiové.
Závěr vědeckého vyšetřování
Dong a jeho tým postupně skládali data dohromady, a o vývoji si myslí následující: Kdysi dávno vznikl binární systém dvou hvězd, jedna zanikla jako supernova a stala se neutronovou hvězdou, či černou dírou. Působením gravitace nakonec mrtvá hvězda vstoupila do vnější vrstvy své sestry. Následně stovky let putovala po spirále k jejímu jádru, které nakonec pohltila. Ve středu živé hvězdy způsobily gravitační síly a komplexní magnetické interakce s mrtvou hvězdou obrovské proudy energie, které byly v roce 2014 zachyceny jako rentgenové záření, a nakonec způsobily výbuch hvězdy. Trosky z výbuchy narazili obrovskou rychlostí do skořápky, která se vytvořila okolo obou jader, a způsobily tak optické a rádiové záření, zachycené roku 2017 a při dalším pozorování.
Jak bylo řečeno výše, možnost takové události byla již dříve teoreticky popsána, ale nyní se jedná o první pozorování. Když ovšem nyní vědci vědí, co sledovat, je pravděpodobné, že takových pozorování bude přibývat. Konečná fáze těchto systémů je přesně to, co pozorují observatoře jako LIGO, detekující vlnění časoprostoru.
