Wetenschappers gooien modelsterren in een virtueel zwart gat om te zien wie het overleeft

Deze animatie toont een ster die transpireert terwijl hij wordt opgezogen door een superzwaar zwart gat tijdens een “getijdeverstoring”. Krediet: ESO/M. Kornmeiser

Kijk acht sterren rok a Zwart gat 1 miljoen keer de massa van de zon in deze gigantische computersimulatie. Als ze dichterbij komen, wordt iedereen uitgerekt en vervormd door de zwaartekracht van het zwarte gat. Sommige zijn volledig uiteengevallen in een lange stroom gas, een catastrofaal fenomeen dat getijturbulentie wordt genoemd. Anderen zijn slechts gedeeltelijk beschadigd, behouden een deel van hun massa en keren terug naar hun normale vorm na hun gruwelijke ontmoetingen.

Kijk hoe acht stermodellen uitzetten en vervormen terwijl ze een hypothetisch zwart gat naderen met een massa van een miljoen keer de massa van de zon. Het zwarte gat scheurt enkele sterren in een stroom gas, een fenomeen dat een getijdestoring wordt genoemd. Anderen slaagden erin om hun nabije ontmoetingen te weerstaan. Deze simulaties laten zien dat vernietiging en overleving afhankelijk zijn van de initiële dichtheid van de sterren. Geel staat voor de hoogste intensiteit, terwijl blauw voor de laagste intensiteit. aan hem toegeschreven: NASAGoddard Space Flight Center / Taiho Rio (MPA)

Deze simulatie, geleid door Taihu Ryu, een fellow aan het Max Planck Instituut voor Astrofysica in Garching, Duitsland, is de eerste die de fysieke effecten van Einsteins algemene relativiteitstheorie combineert met realistische stellaire dichtheidsmodellen. De massa van hypothetische sterren varieert van ongeveer een tiende tot 10 keer de massa van de zon.

De splitsing tussen sterren die volledig uitbreken en die welke blijven bestaan, gaat niet over massa. In plaats daarvan hangt overleving meer af van de dichtheid van de ster.

Van links naar rechts toont deze illustratie vier opnamen van een hypothetische zonachtige ster die een zwart gat nadert dat een miljoen keer zo zwaar is als de zon. De ster zet uit en verliest een deel van zijn massa, en begint dan zijn vorm terug te krijgen terwijl hij zich van het zwarte gat verwijdert. Krediet: NASA’s Goddard Space Flight Center/Taiho Rio (MPA)

Rio en zijn team hebben ook onderzocht hoe andere eigenschappen, zoals de massa’s van verschillende zwarte gaten en de nabijheid van sterren, van invloed zijn op getijdenverstoringen. De resultaten zullen astronomen helpen inschatten hoe vaak volledige getijdenverstoringen voorkomen in het universum en zullen hen helpen nauwkeurigere foto’s te maken van deze tragische kosmische gebeurtenissen.

Referentie: “Getijdenstoringen van hoofdreekssterren. 1. Waarneembare grootheden en hun afhankelijkheid van stellaire wormgatmassa en zwartheid” door Taihu Rio, Julian Krulik, Zvi Beran en Scott C. Noble, 25 november 2021, Astrofysisch tijdschrift.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abb3cf