أُجريت 23 محاكاة طويلة الأمد ومتناظرة محورياً لانهيار نوى نجوم بكتل ابتدائية تتراوح بين 19.51 و60 كتلة شمسية (M⊙) ومعاملات انضغاط ξ2.5 تتراوح بين 0.31 و0.63. وقد تم الحصول على المستعرات العظمى ذات الثقب الأسود (BHSNe) – وهي النتائج التي يتشكل فيها ثقب أسود بعد انتعاش موجة الصدمة ولكن قبل اكتمال الانفجار – في 18 حالة للنجوم ذات قيم ξ2.5 بين 0.40 و0.63 عبر النطاق الكامل لكتل النسق الأساسي تقريباً. حدث تشكل الثقب الأسود بعد 0.7 إلى 4.4 ثانية من الارتداد، وبعد ذلك استمر تطور النطاق الحسابي باستخدام طريقة الاستئصال لمدة لا تقل عن 5000 ثانية. بلغت طاقات الانفجار النهائية نحو 2×10^49 إلى 3×10^51 إرج، وبلغت الكتل الثقالية للثقوب السوداء ما بين 3 و26 كتلة شمسية. وقد ظهر اعتماد كتلة البقايا على كتلة نواة الكربون-أكسجين، إلا أن كتلة نواة الكربون-أكسجين ليست مؤشراً موثوقاً للتنبؤ، خاصة عند القيم القصوى. وباستثناء النماذج ذات الكتلة الأكبر لنواة الكربون-أكسجين، لا يوجد أي إحداثي كتلي ثابت يفصل بشكل قاطع بين المادة المقذوفة والبقايا. بالإضافة إلى ذلك، أُجريت مقارنة بين النماذج ثنائية الأبعاد المتناظرة محورياً والنماذج ثلاثية الأبعاد.
النجوم التي تفوق كتلة شمسنا بعشرات المرات لا تموت كما كنا نعتقد سابقًا. فقد أظهرت النمذجة الحاسوبية أن نواها غالبًا لا تنفجر على هيئة مستعر أعظم، بل تنهار سريعًا إلى ثقب أسود. الأمر أشبه بكعكة ينهار وسطها فجأة، فتنسحب معظم العجينة إلى الداخل كما لو كانت في قمع، ولا تتطاير إلا بضع قطرات إلى الخارج. وهذا حال النجم أيضًا: معظم المادة تسقط فيه، ولا تتناثر.
في 23 محاكاة لموت النجم، ظهر الثقب الأسود في 18 حالة قبل أن يتمكن الانفجار من قذف الطبقات الخارجية. وقد حدث ذلك مع نجوم تفوق كتلة الشمس بمقدار 19 إلى 60 مرة. في السابق، كنا نظن أن النجوم الأثقل فقط هي التي تنهار بهذه الطريقة، لكن المحاكاة أظهرت خلاف ذلك.
الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن الكتلة النهائية لـالثقب الأسود لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحجم نواة الكربون. فنجم خفيف الكتلة يمكن أن ينجب ثقبًا أسود أثقل من نجم كبير الكتلة. وأظهرت المحاكاة أنه حتى بعد الانهيار، تندفع بعض المادة إلى الخارج، مخلّفةً وميضًا خافتًا. وينحني ضوء هذا الوميض حول الثقب الأسود، ليراه المراقب على شكل حلقة شبحية.
🎯 يمكن أن تصل كتلة الثقب الأسود إلى 26 كتلة شمسية — أي كما لو أنك ضغطت تسعة ملايين كوكب بحجم الأرض في نقطة لا تُرى، فينحني الضوء حولها على هيئة حلقة.