Aki valaha is azon gondolkodott, mi történne, ha egy csillagot és egy fekete lyukat ütköztetnénk, most megtudhatja a választ, a csillagászok ugyanis pontosan egy ilyen folyamatot figyeltek meg, igazán különleges eredménnyel. Az eseményt a Zwicky Transient Facility révén fedezték fel 2023 júliusában, és az SN 2023zkd nevet kapta. Az eseményt egy új mesterséges intelligencia algoritmus jelezte, amely lehetővé tette az űrben és a Földön lévő távcsövek számára, hogy gyorsan és következetesen kövessék a robbanást.

A szupernóvák általában fényes kezdeti csúcsot mutatnak, majd hónapok alatt elhalványulnak, ahogy a csillagból kilökődött anyag tágul és lehűl. Az SN 2023zkd is mutatta ezt a kezdeti csúcsot, de meglepő módon néhány hónap után újra felragyogott. Ez arra a következtetésre vezette a csillagászokat, hogy egy fekete lyuk is közrejátszhatott az eseményben.

A valószínűbb forgatókönyv szerint egy Napunk tömegének több mint 30-szorosát kitevő csillag keringett egy csillagméretű fekete lyuk körül. A robbanás előtti évben a két égitest egyre közelebb került egymáshoz, mígnem a nagy csillag elnyelte a fekete lyukat. A fekete lyuk hihetetlen gravitációs vonzása olyan nagy nyomást gyakorolt a csillagra, hogy szupernóva keletkezett.

Alternatív elképzelés szerint a fekete lyuk végezte a legtöbb munkát: széttépte a csillagot, mielőtt belezuhant volna, és a fekete lyuk körül kavargó plazma robbant szupernóvává. Az eredmény mindkét esetben ugyanaz lehet: egy még nagyobb fekete lyuk.

„Elemzésünk szerint a robbanást egy fekete lyuk és egy csillag katasztrofális találkozása váltotta ki” – mondja Alexander Gagliano, az eredményekről beszámoló tanulmány vezető szerzője. „Gépi tanulási rendszerünk hónapokkal a szokatlan viselkedése előtt jelzett az SN 2023zkd kapcsán, ami bőven elég időt adott nekünk, hogy biztosítsuk a rendkívüli robbanás megfejtéséhez szükséges kritikus megfigyeléseket.”

A szokatlan viselkedés arra késztette a kutatókat, hogy megvizsgálják a robbanás előtti archív megfigyeléseket is. És találtak is valamit, ami tovább bonyolította a rejtélyt. A robbanás előtt több mint négy évig az objektum egyre fényesebbé vált. Ennek hátterében a csillag anyagkibocsátása állhat, ami két különböző sűrűségű anyaghéjat hozott létre: egy vékonyabbat a centrum közelében és egy vastagabbat távolabb.

A szupernóva-robbanást követően a vékonyabb héj felfénylett. Hónapokkal később a szupernóva robbanásának hulláma elérte a vastagabb anyagréteget, ami szintén felfénylett, és ezzel a második aktivitási csúcsot okozta. A szupernóva-robbanást megelőző években a fekete lyuk egyértelműen hihetetlen gravitációs nyomást gyakorolt a csillagra.

„A 2023zkd többet is mutat azok közül a legegyértelműbb jelek közül, amelyeket eddig egy hatalmas csillag és egy kísérőcsillag közötti kölcsönhatásról feltételeztünk a robbanás előtti években” – teszi hozzá V. Ashley Villar, a Harvard adjunktusa, a tanulmány társszerzője.

Az eredmény azt is megmutatja, hogy milyen jól használhatók a speciális mesterséges intelligencia algoritmusok az ilyen adatok elemzésében. „Egy olyan korszakba lépünk, amikor ezeket a ritka eseményeket automatikusan, és nem csak utólag tudjuk rögzíteni” – mondja Gagliano. „Ez azt jelenti, hogy végre elkezdhetjük összekötni a csillagok életének és halálának pontjait, ami hihetetlenül izgalmas.”