Страшно красиво. Вчені створили реалістичну симуляцію подрібнення зірки, яка потрапила до чорної діри.
Наукпоп1 грудня 2021, 07:03
Чорні діри можна назвати космічними пилососами, які втягують у себе будь-яку матерію, яка потрапляє в дію їхнього гравітаційного поля.
Ми не знаємо жодного об'єкта, який міг би потрапити за горизонт подій і не просто вийти з нього, а ще й вийти без будь-яких змін.
Горизонт подій — це «поверхня» чорної діри, всередині якої простір-час під впливом гравітації рухається настільки швидко, що падіння в чорну діру не може уникнути навіть світло. Саме тому чорна діра і отримала свою назву — вона не відбиває світло, а поглинає його, через що й здається чорною.
Водночас чорні діри залишаються джерелом неймовірної кількості загадок. Стівен Гокінг любив розв’язувати їх, а одне з його припущень могло б принести йому Нобелівську премію, якби він був живий. Британський астрофізик був певен — чорні діри ростуть завдяки поглинанню матерії.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Однак, як відбувається цей процес?
На жаль, про це дізнатися не так просто. Ні, вчені розуміють, що чорна діра затягує у свою гравітаційну пастку все, що наближається надто близько. Однак спостерігати за ними так складно, що нам залишається сподіватися лише на непрямі докази — рентгенівське випромінювання, гравітаційні хвилі тощо.
Минулого року міжнародна команда вчених під керівництвом астрофізика Таехо Рю з Інституту астрофізики Макса Планка у Німеччині змоделювала процес руйнування зірки, яка потрапляє до гравітаційного поля чорної діри. Їх дослідження можна прочитати в журналі The Astrophysical Journal.
Як тільки зірка наближається надто близько до чорної діри, відбувається подія припливної руйнації — гравітаційне поле чорної діри деформується, щоб розтягнути та розірвати зірку на частини. Найчастіше це означає смерть зірки, яка потрапляє всередину чорної діри як газу, розтягнутого як спагетті.
Проте, деякі зірки можуть пережити таку зустріч.
У галактиці GSN 069, яка знаходиться за мільйон світлових років від Землі, зірка змогла пережити влучання в чорну діру. Зовнішні шари зірки були розірвані, проте її ядро, що стало білим карликом, обертатиметься навколо чорної діри понад трильйон років.
Рю зі своєю командою змоделювали різні сценарії влучення зірок у гравітаційне поле чорної діри, щоб зрозуміти, за рахунок чого вони можуть уникнути страшної долі.
Команда створила шість віртуальних чорних дірок із масою від 100 тис. до 50 млн сонячних мас. Кожен із них " годували" по вісім зірок, маса якого варіюється від 0,15 до 10 сонячних.
Моделювання підтвердило — деякі зірки справді можуть вижити, потрапивши під вплив гравітації чорної дірки. Чим щільніша зірка, тим більше у неї шансів пережити зіткнення з чорною діркою.
Моделювання наближення восьми зірок до надмасивної чорної діри масою в один мільйон Сонців на відстань майже 40 млн км. Щільність відображається кольором: чим жовтішою є зірка, тим щільніша.
Вчені впевнені, що подальші дослідження допоможуть уточнити всі деталі, які впливають на руйнування зірки. Також вони зможуть дізнатися, яка доля чекає на зірку, яка пережила зіткнення з чорною діркою, надалі: чи буде вона поступово " розпадатися" або продовжить свій орбітальний рух навколо чорної дірки, щоб у майбутньому бути повністю поглиненою.