Da astronomer begyndte at finde ud af, hvordan stjerner dør, forventede de, at massen af rester, uanset om hvide dverge, neutronstjerner eller sorte huller skulle være i det væsentlige kontinuerlige. Med andre ord skal der være en jævn fordeling af restmasser fra en brøkdel af en solmasse, op til næsten 100 gange solens masse. Alligevel har observationer vist et tydeligt mangel af objekter ved grænsen mellem neutronstjerner og sorte huller, der vejer 2-5 solmasser. Så hvor er de alle gået, og hvad kan dette indebære med eksplosionerne, der skaber sådanne genstande?
Gabet blev først bemærket i 1998 og blev oprindeligt tilskrevet en mangel på observationer af sorte huller på det tidspunkt. Men i de sidste 13 år har kløften været ved.
I et forsøg på at forklare dette er en ny undersøgelse foretaget af et team af astronomer ledet af Krzystof Belczynski ved Warszawa Universitet. Efter de nylige observationer antog holdet, at mangelen ikke var forårsaget af mangel på observationer eller selektionseffekt, men snarere var der simpelthen ikke mange objekter i dette masseområde.
I stedet kiggede holdet på motorer fra supernovaer, der ville skabe sådanne genstande. Stjerner mindre end ~ 20 solmasser forventes at eksplodere i supernovaer og efterlader neutronstjerner, mens dem, der er større end 40 solmasser, skal kollapse direkte i sorte huller med lidt eller ingen fanfare. Stjerner mellem disse intervaller forventedes at udfylde dette hul på 3-5 solmasserester.
Den nye undersøgelse foreslår, at kløften skabes af en ustabil switch i supernova-eksplosionsprocessen. Generelt forekommer supernovaer, når kernerne er fyldt med jern, som ikke længere kan skabe energi gennem fusion. Når dette sker, forsvinder trykket, der understøtter stjernens masse, og de ydre lag kollapser ned på den enormt tætte kerne. Dette skaber en stødbølge, der reflekteres af kernen og styrter udad, smækker ind i mere sammenbrudende materiale og skaber et ustabilt, hvor det udadgående pres afbalancerer det infallerende materiale. For at supernovaen skal fortsætte, har den ydre shockwave et ekstra løft.
Mens astronomer er uenige om nøjagtigt, hvad der kan forårsage denne revitalisering, antyder nogle, at den genereres som kernen, der overophedes til hundreder af milliarder grader, udsender neutrinoer. Under normale tætheder bevæger disse partikler sig lige forbi det meste, men i superdense regionerne inde i supernovaen fanges mange, genopvarmes materialet og driver chokbølgen ud igen for at skabe den begivenhed, vi ser som en supernova.
Uanset hvad der forårsager det, antyder teamet, at dette punkt er kritisk for den endelige masse af objektet. Hvis det eksploderer, vil meget af massen af efterkommere gå tabt og skubbe den mod en neutronstjerne. Hvis det ikke lykkes at skubbe udad, kollapser materialet og går ind i begivenhedshorisonten, hoper sig på masse og driver den endelige masse opad. Det er et alt eller intet øjeblik.
Og øjeblikket er en god beskrivelse af, hvor hurtigt dette sker. På mest, antyder astronomer, at dette samspil mellem det ydre chok og det indadgående sammenbrud tager et enkelt sekund. Andre modeller placerer tidsskalaen på en tiendedel af et sekund. Den nye undersøgelse bemærker, at jo hurtigere beslutningen finder sted, jo mere markant er kløften i de resulterende objekter. Som sådan kan det faktum, at kløften findes, betragtes som bevis for, at dette er en splittet anden beslutning.
