Новая симуляция показывает различные сценарии поглощения звезд черными дырами
Мы только что получили немного больше информации о процессах происходящих при сближении звезд и черных дыр.
В серии симуляций команда астрофизиков бросила кучу звезд в ряд черных дыр и записала, что происходит.
По словам ученых, это первое исследование такого рода, в котором общая теория относительности Эйнштейна сочетается с реалистичными моделями плотности звезд на главной последовательности. Результаты помогут нам понять, что происходит, когда мы наблюдаем вспышки света от далеких черных дыр, разрывающие несчастные звезды.
И моделирование, подтверждающее статью, опубликованную в прошлом году, также великолепно.
Когда звезда оказывается слишком близко к черной дыре, экстремальное гравитационное поле черной дыры начинает деформироваться, а затем разрывать звезду из-за того, что мы называем приливными силами — растяжения одного тела из-за гравитационного притяжения другого.
Когда звезда приближается к черной дыре так близко, что приливная сила приводит к отрыву материала от звезды, мы называем это событием приливного разрушения.
В худшем для звезды сценарии выхода нет. Разрушение является полным, и часть звездного материала попадает в черную дыру, как спагетти.
Но не всякая встреча черной дыры и звезды так заканчивается. Было замечено, что некоторые звезды выживают. Моделирование, проведенное астрофизиком Таэхо Рю из Института астрофизики Макса Планка в Германии, было разработано, чтобы выяснить, какие факторы способствовали выживанию звезд.
Команда создала шесть виртуальных черных дыр с массой от 100 000 до 50 миллионов масс Солнца. Каждая из этих черных дыр затем столкнулась с восемью звездами главной последовательности с массой от 0,15 до 10 масс Солнца.
Они обнаружили, что основным фактором, способствовавшим выживанию звезды, была начальная плотность звезды. Чем плотнее звезда, тем больше у нее шансов пережить сближение с черной дырой. На видео выше вы можете увидеть, как эти столкновения происходят вокруг сверхмассивной черной дыры, в 1 миллион раз превышающей массу Солнца. Звезды с наибольшей плотностью желтые, а наименьшие — синие.
Команда также обнаружила, что частичные сбои происходят с той же скоростью, что и общие сбои, и доля потерянной массы звезды может быть удивительно легко описана с помощью простого выражения.
По словам исследователей, дальнейшие исследования для уточнения мельчайших деталей помогут смоделировать последствия этих столкновений, в том числе ранее игнорировавшиеся частичные разрушения.
Документ, сопровождающий моделирование, был опубликован в The Astrophysical Journal в 2020 году.
