Как черните дупки връщат към живот белите джуджета

Концепцията на художника за черна дупка47 Тукани X9изсмуква материята от близката звезда от бяло джудже. Изображение чрез NASA/CXC/M. Вайс.


Точно като живи същества, звездите се раждат, живеят и след това умират. Но знаехте ли, че внякоислучаи може да е „мъртва“ звездавъзроден, ако само за няколко секунди? Това е констатацията от новрецензиранпроучване на астрофизикКрис Фрейгил,което бешепубликуванивАстрофизичният вестникна 16 август 2018 г. Изследването се фокусира върху компютърни симулации, показващи какво се случва, когато звезда или друг обект премине твърде близо до черна дупка. Една констатация представлява особен интерес. Работата предлага начин, по който черна дупка може да донесе aзвезда бяло джудже-сега мъртвото ядро ​​на някога подобна на слънце звезда-мимолетно се връща към живота.

По -конкретно, ако бялото джудже преминава близо до черна дупка, то изпитва едновременно, интензивноразтяганеикомпресия, причинени от огромнотоприливна силаот черната дупка. По време на товасъбитие на приливни приливи, което може да продължи само секунди,ядрен синтезв рамките на бялото джудже може за кратко да се възпламени.


Това е процесът на ядрен синтез, който позволява на „живите“ звезди, като нашето слънце, да блестят.

Компютърна симулация на звезда от бяло джудже, принудително нарушена от черна дупка със средна маса. Изображение чрез Chris Fragile/College of Charleston.

Колко вероятно е този сценарий?

то евъзможен, според изследването на Fragile, но първо трябва да възникнат определени условия. Бялото джудже трябва да премине относително близо до черна дупкамеждинна маса, тоест около 1000 до 10 000 пъти масата на нашето слънце. Бялото джудже трябва да мине близо до дупката, в нейнатаприливен радиус, което показва разстоянието между черната дупка и бялото джудже, при което тежестта на черната дупка надвишава тази на бялото джудже. В този радиус черната дупка започва да разкъсва бялото джудже. Но в сценария на Fragile бялото джудже преминава в приливния радиус на черната дупка най -много само за няколко секунди. Това е достатъчно време, за да може ядреното изгаряне да се рестартира вътре в бялото джудже и - чрез процеса на ядрен синтез - за по -голямата част от материята на бялото джудже да се превърне в други елементи, преди звездата да се разнесе.




Към момента астрономите все още не са открили много черни дупки със средна маса, въпреки че това не означава, че голям брой от тях не съществуват. Това може просто да означава, че са трудни за намиране. Крехък каза в аизявлениеот колежа в Чарлстън:

Важно е да знаете колко черни дупки със средна маса съществуват, тъй като това ще помогне да се отговори на въпроса къдесвръхмасивни черни дупкиидват от [защото някои модели предполагат свръхмасивни черни дупки чрезнарастванеот черни дупки със средна маса].

Намирането на черни дупки с междинна маса чрез събития на приливни вълни би било огромен напредък.

Що се отнася до приливни събития, астрономите все още не са наблюдавали много от тях, само около дузина. Смята се, че никой от наблюдаваните не включва звезда от бяло джудже. Събитията, свързани с приливите и отливите, които включват бяло джудже, трябва да бъдат лесно откриваеми. Крехък каза, че подобни събития могат да доведат до огромниелектромагнитно излъчванеизблици и доригравитационна вълнасигнали. Той каза, че настоящите и бъдещите програми за наблюдение, като напримерЦяло небесно автоматизирано проучване за SuperNovae(ASASSN),Междинна преходна фабрика PalomarиГолям телескоп за синоптично проучване(LSST) ще продължи да ги търси.


Концепцията на художника за приливно разстройство около масивна черна дупка. Изображение чрез NRAO/AUI/NSF/NASA.

Събития, свързани с приливите и отливите, коитонаправетебели джуджета все още се изучаваткомпютърни симулации, също. Подобни симулации вече са установили, че ядреното изгаряне трябва да бъде общ резултат. По -близките подходи на бялото джудже към черната дупка ще произведат елемента желязо, докато по -отдалечените подходи ще произведаткалций. Трябва да има и кратки изблици на гравитационни вълни, достатъчно мощни, за да бъдат открити от бъдещи инструменти.

Ядреното изгаряне е важен аспект на събитието на приливни нарушения, тъй като химическият състав на бялото джудже е коренно променен. Предишният хелий, въглерод и кислород, открити в бяло джудже, се преобразуват в елементи, по -близки до желязото в периодичната таблица. Част от засегнатия материал се изхвърля в космоса, където ще допринесе за раждането на нови звезди и планети.

Звезда от бяло джудже Сириус В, сравнена по размер със Земята - приблизително със същия размер, но с гравитационно поле 350 000 пъти по -голямо. Белите джуджета са мъртвите останки от някога по -големи, активни звезди като слънцето, а понякога, изглежда, черните дупки могат за момент „да ги върнат към живот“. Изображение чрез ESA.


Черните дупки често се изобразяват като разкъсващи всеки обект, който се доближава твърде много до тях; това може да е почти вярно, но понякога това насилствено събитие може очевидно също, поне много временно, да възроди отново звезда при определени обстоятелства. Това е добър пример за това колко странна и неочаквана може да бъде Вселената и как съвременните технологии могат да помогнат за намирането на космически явления, за които никога не е било известно да се случват или съществуват преди.

Извод: Събития с приливни смущения, включващи черни дупки със средна маса и звезди с бели джуджета, изглеждат доста редки, но на пръв поглед могат да направят нещо, което звучи невъзможно-за кратко да върне звезда към живот.

Източник: Релативистично приливно нарушение и ядрено запалване на звезди от бели джуджета от черни дупки с междинна маса

Чрез колежа в Чарлстън