Страшно красиво. Ученые создали реалистичную симуляцию измельчения звезды, которая попала в черную дыру
Научпоп1 декабря 2021, 07:03
Черные дыры можно назвать космическими пылесосами, которые втягивают в себя любую материю, которая попадает в действие их гравитационного поля.
Мы не знаем ни одного объекта, который мог бы попасть за горизонт событий и не просто выйти из него, а еще и выйти без каких-либо изменений.
Горизонт событий — это «поверхность» черной дыры, внутри которой пространство-время под воздействием гравитации движется настолько быстро, что падения в черную дыру не может избежать даже свет. Именно поэтому черная дыра и получила свое название — она не отражает свет, а поглощает его, из-за чего и кажется черной.
Одновременно с этим, черные дыры все равно остаются источником невероятного количества загадок. Стивен Хокинг любил решать их, а одно из его предположений могло бы принести ему Нобелевскую премию, будь он жив. Британский астрофизик был уверен — черные дыры растут благодаря поглощению материи.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Однако как происходит этот процесс?
К сожалению, это узнать не так просто. Нет, ученые понимают, что черная дыра затягивает в свою гравитационную ловушку все, что приближается слишком близко. Однако наблюдать за ними так сложно, что нам остается уповать лишь на косвенные доказательства — рентгеновское излучение, гравитационные волны и так далее.
В прошлом году международная команда ученых под руководством астрофизика Таэхо Рю из Института астрофизики Макса Планка в Германии смоделировала процесс разрушения звезды, которая попадает в гравитационное поле черной дыры. Их исследование можно прочитать в журнале The Astrophysical Journal.
Как только звезда приближается слишком близко к черной дыре, происходит событие приливного разрушения — гравитационное поле черной дыры деформируется, чтобы растянуть и разорвать звезду на части. В большинстве случаев это означает смерть звезды, которая попадает внутрь черной дыры в виде газа, растянутого как спагетти.
Однако некоторые звезды могут пережить такую встречу.
В галактике GSN 069, которая находится в млн световых лет от Земли, звезда смогла пережить попадание в черную дыру. Внешние слои звезды были разорваны, однако его ядро, ставшее белым карликом, будет вращаться вокруг черной дыры более триллиона лет.
Рю со своей командой смоделировали различные сценарии попадания звезд в гравитационное поле черной дыры, чтобы понять, за счет чего они могут избежать страшной участи.
Команда создала шесть виртуальных черных дыр с массой от 100 тыс. до 50 млн солнечных масс. Каждой из них «скормили» по восемь звезд, масса который варьируется от 0,15 до 10 солнечных.
Моделирование подтвердило — некоторые звезды действительно могут выжить, попав под воздействие гравитации черной дыры. Чем плотнее звезда, тем больше у нее шансов пережить столкновение с черной дырой.
Моделирование приближения восьми звезд к сверхмассивной черной дыре массой в один миллион Солнц на расстояние в почти 40 млн км. Плотность отображается цветом: чем более желтой является звезда, тем она плотнее.
Ученые уверены — дальнейшие исследования помогут уточнить все детали, которые влияют на разрушаемость звезды. Также они смогут узнать, какая участь ждет звезду, пережившую столкновение с черной дырой, в дальнейшем: будет ли она постепенно «распадаться» или продолжит свое орбитальное движение вокруг черной дыры, чтобы в будущем быть полностью поглощенной.