M31-2014-DS1 è una probabile supernova fallita, osservata nella Galassia di Andromeda (M31). È stata una stella massiccia di cui è stato osservato un silenzioso collasso diretto in un buco nero, senza l'esplosione di una caratteristica supernova
L'evento, caratterizzato da un breve emissione nelle lunghezze d'onda dell'infrarosso, seguito dalla completa scomparsa della stella progenitrice nelle lunghezze d'onde del visibile, fornisce un'evidenza osservativa della teoria della supernova fallita nell'evoluzione stellare.
Storia delle osservazioni La stella progenitrice è stata identificata negli archivi dati come una luminosa supergigante rossa con una massa approssimativa di 13 .
Nel 2014 la stella subì un significativo aumento esplosivo nell'emissione del medio infrarosso, come un aumento della luminosità rilevato dal Telescopio Spaziale Spitzer e dal Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE).
A seguito di questo picco, la stella iniziò un costante declino nella propria luminosità. Nel 2023 le immagini del Telescopio Spaziale Hubble e dei Telescopi Keck hanno confermato che la stella non era più visibile. A differenza di una normale supernova di tipo II, durante il collasso non è stato rilevato alcun transitorio ottico luminoso.
Meccanismo fisico La scomparsa di M31-2014-DS1 è attribuita al collasso del nucleo stellare dopo l'esaurimento del combustibile nucleare. Nelle stelle tipiche di questo intervallo di massa, il collasso innesca un'onda d'urto che espelle gli strati esterni. Tuttavia, nel caso di M31-2014-DS1, l'urto non è riuscito a superare la caduta del materiale verso l'interno.
Emissione di neutrini I modelli teorici del collasso suggeriscono che una breve e intensa esplosione di neutrini si sia verificata al momento della formazione dell'orizzonte degli eventi. La brusca cessazione del segnale dei neutrini, incapaci di fuggire al buco nero, segna il punto esatto della nascita del buco nero.
Resti stellari Si ritiene che la firma infrarossa osservata nel 2014-2016 sia causata da una piccola frazione dell'involucro stellare (~1 M⊙) espulsa a basse velocità, successivamente raffreddandosi e formando un velo di polvere. La massa rimanente collassò in un buco nero di massa stellare.
Implicazioni scientifiche La scoperta affronta il problema delle "supernovae mancanti", in cui il numero di supernovae osservate è inferiore a quanto previsto dal tasso di formazione stellare. M31-2014-DS1 suggerisce che una frazione significativa di stelle massicce potrebbe concludere la propria vita come supernovae fallite piuttosto che in esplosioni luminose.
Studi recenti hanno utilizzato questo evento anche per calibrare i rivelatori di neutrini come Super-Kamiokande, poiché il profilo energetico dei neutrini fornisce dati sulla massa del progenitore e sullo stato della materia durante il collasso.
Spiegazioni alternative Diversi ricercatori hanno proposto modelli alternativi per spiegare il comportamento infrarosso della stella e la successiva scomparsa nelle lunghezze d'onda ottiche.
Fusione stellare Alcuni modelli suggeriscono che l'esplosione infrarossa del 2014 non sia stata un precursore del collasso, ma piuttosto un evento di nova rossa luminosa causato dalla fusione di due stelle. In questo scenario, la "scomparsa" è in realtà il residuo fuso, temporaneamente avvolto da uno spesso guscio in espansione di materiale espulso.
Oscuramento estremo Le osservazioni effettuate all'inizio del 2026 con il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) hanno rilevato una sorgente persistente, seppur debole, nel medio infrarosso alle coordinate della stella progenitrice. Ciò ha portato alcuni astronomi a sostenere che la stella non sia scomparsa, ma sia invece entrata in una fase di estrema perdita di massa, creando un bozzolo di polvere sufficientemente spesso da bloccare tutta la luce visibile.
Perdita di massa instabile Una bozza di stampa del 2026 suggerisce che l'evento potrebbe essere un'eruzione insolitamente lunga di una stella variabile blu luminosa, che può imitare l'aspetto di una stella "in via di scomparsa" prima di riemergere decenni dopo.
Note
Voci correlate Collasso gravitazionale
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