Simularea căderii falciului arată stelele rupte în timp ce se apropie prea mult de o gaură neagră

Tocmai am primit mai multe informații despre moartea stelelor prin găurile negre.

Într-o serie de simulări, o echipă de astrofizicieni aruncă un grup de stele într-un grup de găuri negreȘi au înregistrat ce s-a întâmplat.

Oamenii de știință spun că este primul studiu de acest gen care combină teoria lui Einstein relativitatea generală Cu modele realiste ale densității stelelor din secvența principală. Rezultatele ne vor ajuta să înțelegem ce se întâmplă atunci când observăm erupțiile de lumină de la găurile negre îndepărtate care sfărâmă stelele nefericite.

Și simularea, care susține cercetările publicate anul trecut, este de asemenea grozavă.

Când o stea se aventurează prea aproape de o gaură neagră, lucrurile devin violente foarte repede. Câmpul gravitațional intens al găurii negre începe să se distorsioneze și apoi să despartă steaua, din cauza a ceea ce numim forțe de maree – întinderea unui corp datorită gravitației altuia.

Când o stea se apropie atât de aproape de o gaură neagră încât forța mareelor ​​dezlipește materialul din stea, numim acest lucru un eveniment de perturbare a mareelor.

În cel mai rău scenariu pentru vedetă, nu există scăpare. Turbulența era totală, iar o parte din materialul vedetei cădea în gaura neagră ca spaghetele.

Dar nu orice confruntare dintre o gaură neagră și o stea se termină astfel. S-a observat că unele stele supraviețuiesc. Simulările, conduse de astrofizicianul Taeho Ryu de la Institutul Max Planck pentru Astrofizică din Germania, au fost concepute pentru a afla ce factori au contribuit la supraviețuirea stelei.

Echipa a creat șase găuri negre ipotetice, cu mase cuprinse între 100.000 și 50 de milioane de ori masa Soarelui. Fiecare dintre aceste găuri negre a întâlnit apoi opt stele din secvența principală, cu mase cuprinse între 0,15 și 10 ori masa Soarelui.

Ei au descoperit că principalul factor care a contribuit la supraviețuirea stelei a fost densitatea inițială a stelei. Cu cât steaua este mai densă, cu atât este mai probabil să supraviețuiască atunci când va întâlni o gaură neagră. În videoclipul de mai sus, puteți vedea aceste întâlniri orbitand o gaură neagră supermasivă de un milion de ori masa Soarelui. Stelele cu cea mai mare densitate sunt galbene, iar cele inferioare sunt albastre.

Echipa a mai descoperit că perturbațiile parțiale apar în aceeași rată cu perturbațiile totale, iar proporția din masa stelei pierdută poate fi descrisă cu ușurință folosind o expresie simplă.

Cercetările viitoare pentru a completa detaliile mai fine vor ajuta la modelarea efectelor acestor întâlniri, inclusiv a evenimentelor de microdisrupție relativ neglijate până acum, au spus cercetătorii.

Acest lucru va dezvălui ce s-ar întâmpla cu o stea după ce supraviețuiește întâmpinând o gaură neagră; dacă continuă de-a lungul secvenței principale sau se transformă într-o rămășiță stelară; și dacă își va continua orbita în jurul găurii negre pentru a face față unei turbulențe totale mai târziu.

Lucrarea care însoțește simulările a fost publicată în Jurnalul de astrofizică in anul 2020.