Gdy astronomowie zaczęli zastanawiać się, jak umierają gwiazdy, spodziewali się, że masa pozostałości, czy to białych karłów, gwiazd neutronowych czy czarnych dziur, powinna być zasadniczo ciągła. Innymi słowy, powinno być płynne rozłożenie resztkowych mas z ułamka masy Słońca do prawie 100-krotności masy Słońca. Jednak obserwacje wykazały wyraźne brak obiektów na granicy gwiazd neutronowych i czarnych dziur o wadze 2-5 mas Słońca. Więc gdzie oni wszyscy poszli i co to może oznaczać eksplozje, które tworzą takie obiekty?
Luka została po raz pierwszy odnotowana w 1998 r. I pierwotnie została przypisana brakowi obserwacji czarnych dziur w tym czasie. Ale w ciągu ostatnich 13 lat luka się utrzymała.
Próbując to wyjaśnić, zespół astronomów pod kierownictwem Krzysztofa Belczyńskiego z Uniwersytetu Warszawskiego przeprowadził nowe badanie. Po ostatnich obserwacjach zespół założył, że brak jest spowodowany brakiem obserwacji lub efektem selekcji, ale raczej nie było zbyt wielu obiektów w tym zakresie masy.
Zamiast tego zespół przyjrzał się silnikom supernowych, które mogłyby tworzyć takie obiekty. Oczekuje się, że gwiazdy o masie mniejszej niż ~ 20 mas eksplodują w supernowe, pozostawiając po sobie gwiazdy neutronowe, podczas gdy gwiazdy o masie większej niż 40 mas powinny zapaść się bezpośrednio w czarne dziury bez fanfar. Gwiazdy między tymi zakresami miały wypełnić tę lukę 2–5 resztek masy słonecznej.
Nowe badanie sugeruje, że luka jest tworzona przez zmienny przełącznik w procesie wybuchu supernowej. Ogólnie rzecz biorąc, supernowe występują, gdy rdzenie są wypełnione żelazem, które nie może już wytwarzać energii poprzez fuzję. Kiedy tak się dzieje, ciśnienie podtrzymujące masę gwiazdy zanika, a zewnętrzne warstwy zapadają się na niezwykle gęsty rdzeń. Powoduje to falę uderzeniową, która jest odbijana przez rdzeń i pędzi na zewnątrz, uderzając w bardziej zapadający się materiał i tworząc impas, w którym ciśnienie na zewnątrz równoważy materiał wypełniający. Aby supernowa mogła kontynuować, ta zewnętrzna fala uderzeniowa wymaga dodatkowego wzmocnienia.
Podczas gdy astronomowie nie zgadzają się co do tego, co może spowodować tę rewitalizację, niektórzy sugerują, że jest ona generowana, ponieważ rdzeń, przegrzany do setek miliardów stopni, emituje neutrina. W normalnych gęstościach cząsteczki te przemieszczają się tuż obok większości materii, ale w superdennych regionach wewnątrz supernowej wiele zostaje schwytanych, podgrzewając materiał i odpychając falę uderzeniową z powrotem, aby stworzyć wydarzenie, które obserwujemy jako supernowa.
Niezależnie od tego, co go powoduje, zespół sugeruje, że punkt ten ma decydujące znaczenie dla ostatecznej masy obiektu. Jeśli wybuchnie, znaczna część masy prekursora zostanie utracona, pchając ją w kierunku gwiazdy neutronowej. Jeśli nie wypchnie się na zewnątrz, materiał zapadnie się i wejdzie w horyzont zdarzeń, układając się w masę i podnosząc masę końcową w górę. To chwila wszystko albo nic.
A moment jest dobrym opisem tego, jak szybko to się dzieje. W większość, astronomowie sugerują, że ta wzajemna zależność między szokiem zewnętrznym a zapadnięciem się wewnątrz zajmuje jedną sekundę. Inne modele umieszczają skalę czasową w dziesiątej części sekundy. Nowe badanie zauważa, że im szybciej decyzja jest podejmowana, tym wyraźniejsza jest luka w wynikowych obiektach. Jako taki fakt istnienia luki można uznać za dowód na to, że jest to ułamek sekundy.
