Астрономы поражены: звезды-зомби способны возвращаться из мертвых

Черные дыры являются одними из самых неуловимых объектов во Вселенной, но исследования ученых из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) показывают, что остаточные ядра уже сгоревших звезд могут стать ключом к пониманию первого наблюдения за самым неуловимым классом черных дыр. Исследование было опубликовано в сентябрьском выпуске «Астрофизического журнала».

Исследователи разработали модель которая должна была показать, может ли бездействующая звезда-белый карлик, иногда называемая звездой «зомби», вновь «ожить» в случае если бы она столкнулась с черной дырой промежуточной массы. Несмотря на то, что существуют данные для подтверждения существования сверхмассивных черных дыр, до сих пор не было подтвержденных наблюдений черных дыр в промежуточном классе, которые имеют размер от 100 до 100 000 солнечных масс. Только этот промежуточный класс, по мнению исследовательской группы, может обладать необходимой силой тяготения для повторного возрождения белого карлика, до того как он будет полностью разрушен.

При помощи моделирования на мощных компьютерах команда ученых провела десятки сценариев подобных столкновений и это позволило им подтвердить данную теорию. Мало того, что они обнаружили возможность столкновения с некогда мертвой звездой, они увидели доказательства того, что этот процесс может создать значительные электромагнитные и гравитационные волны, которые могут быть видны с пмощью детекторов на околоземной орбите.

«Это просто удивительно наблюдать как зомби-звезда снова возродилась в каждом из сценариев близких столкновений, на которые мы смотрели», — сообщил физик LLNL Питер Аннинос, ведущий автор статьи. «Но то, что поражает воображение, так это мысль о том, что эти энергетические события могут быть видны. Если звезды могут происходить от звезды-зомби, то это может указывать на то, что существует целый класс черных дыр, которые еще никогда не были обнаружены».

Моделирование показало, что звездное вещество сливается с различными количествами кальция и железа в зависимости от того, насколько близко звезда прошла мимо черной дыры. Чем ближе проход, тем эффективнее нуклеосинтез и тем больше производится железа. Все это натолкнуло исследователей на мысль, что «оптимально» близкое столкновение может сплавить до 60 процентов звездного вещества в железо. Это преобразование пиковой массы происходило с белым карликом, проходящим на расстоянии двух или трех радиусов черной дыры.

«Явления растяжения могут быть очень сложными», — сказал физик LLNL Роб Хоффман, соавтор статьи. «Представьте себе сферическую звезду, приближающуюся к черной дыре. Когда она приближается к черной дыре, приливные силы начинают сжимать звезду в направлении перпендикулярном орбитальной плоскости, воссоздавая ее. Но в пределах орбитальной плоскости эти гравитационные силы растягивают звезду и разрывают ее. Это обратный эффект».

Предварительное моделирование впервые показало возможность нуклеосинтеза при возрождении звезд-белых карликов. Кроме того это подтверждает возможность нуклеосинтеза внутри ядра некогда разрушенной звезды-белого карлика, где происходят самые сильные реакции.