Как астрофизик, проведший бесчисленное количество ночей, наблюдая за космосом, я нахожу последнее исследование приливных разрушений абсолютно завораживающим! Это похоже на высокоскоростной балет гравитации и света, где звезду разрывает сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики.
Как космический геймер, я узнал, что колоссальные черные дыры, расположенные в сердцах галактик, подобных нашей, таких как Млечный Путь, иногда время от времени перекусывают соседними звездами.
Когда звезда мчится к массивной черной дыре, она претерпевает сложную и интенсивную трансформацию, растягиваясь и разрываясь в процессе, похожем на варку макарон (спагеттификация). Это жестокое зрелище называют приливным разрушением.
Сегодня свежее исследование, недавно опубликованное в Astrophysical Journal Letters, представляет наши весьма сложные симуляции, изображающие стадии развития этого процесса в течение одного года.
Черная дыра, разрывающая Солнце
В 1970-х и 80-х годах американский астроном Джек Г. Хиллс и британский астроном Мартин Рис первоначально предложили теории о приливных разрушениях. Теория Мартина Риса предполагала, что примерно половина распавшейся звезды продолжит вращаться вокруг черной дыры, неоднократно сталкиваясь, создавая яркий, сияющий водоворот материи, называемый аккреционным диском. Этот диск, будучи невероятно горячим, должен излучать большое количество рентгеновских лучей.
Однако весьма неожиданно, что большинство из более чем 100 потенциальных приливных нарушений, обнаруженных на данный момент, излучают свет преимущественно в видимом спектре, а не в рентгеновских лучах. Температура, измеренная в обломках, составляет всего около 10 000 градусов по Цельсию, что соответствует температуре умеренно теплой поверхности звезды, а не ожидаемым миллионам градусов от горячего газа, окружающего сверхмассивную черную дыру.
Примечательно, что предполагаемый размер светящегося вещества, вращающегося вокруг черной дыры, еще более сбивает с толку. Она значительно шире, чем вся наша Солнечная система, и, похоже, быстро растет, удаляясь от черной дыры со скоростью, составляющей долю скорости света.
Было весьма неожиданно, что массивный световой шар, обнаруженный в ходе наблюдений, оказался значительно больше нашего Солнца, несмотря на то, что черная дыра массой в один миллион солнечных была лишь немного больше по размеру.
Хотя астрономы предположили, что черная дыра могла быть скрыта окружающей материей во время возмущения, чтобы объяснить отсутствие рентгеновских сигналов, никто еще не продемонстрировал, как произошло это предполагаемое сокрытие. Именно с помощью этих симуляций мы стремимся внести ясность.
Хлеб и отрыжка
Черные дыры имеют странное сходство с озорным пятилетним ребенком со спагетти; они потребляют без разбора и беспорядочно. Первоначально звезда выглядит как плотный объект, но когда она приближается к черной дыре, она удлиняется — подобно спагетти, растянутым интенсивными приливами черной дыры.
Около половины материала разрушенной звезды притягивается к черной дыре, но полностью поглощается только один процент. Остальные девять десятых выбрасываются из черной дыры в результате космической версии отрыжки.
Моделировать приливные разрушения с помощью компьютера сложно. Законы гравитации Ньютона не работают вблизи сверхмассивной черной дыры, поэтому приходится учитывать все странные и чудесные эффекты общей теории относительности Эйнштейна.
Однако аспиранты известны своим трудолюбием и целеустремленностью. Наш последний выпускник Дэвид Липтай разработал новый подход к моделированию методов Эйнштейна, что позволило нашей команде проводить эксперименты, подталкивая звезды к ближайшим черным дырам. Не стесняйтесь попробовать!
Эти симуляции, изображенные в предоставленных видеороликах, представляют собой начальные случаи, когда были визуализированы события приливных потрясений – от фазы глотания (прихлебывание) до финальной стадии взрыва (отрыжка).
Как энтузиаст астрономии, я прослеживаю процесс спагеттификации звезды, от ее спуска до момента, когда обломки притягиваются обратно к черной дыре. Затем я становлюсь свидетелем близкого столкновения, которое превращает поток в нечто, напоминающее извивающийся садовый шланг. Эта увлекательная симуляция продолжается более года после первоначального падения.
В течение более года процесс проводился на одном из самых мощных суперкомпьютеров Австралии.
Что мы обнаружили?
Удивительно, но мы обнаружили, что даже крошечная часть материала, падающая в черную дыру, производит настолько сильное тепло, что вызывает чрезвычайно мощный и почти сферический взрыв – очень похоже на последствия чрезмерного употребления острого карри.
Как геймер, когда я сталкиваюсь с черной дырой в своем космическом путешествии, я понимаю, что это не ненасытный зверь; оно имеет свои пределы. Все, что он не может поглотить, вместо этого душит основной источник энергии, медленно выталкивая его наружу. Со временем эти остатки выбрасываются из центрального двигателя, как ненужные предметы, выброшенные в игре по космической очистке.
Согласно симуляциям, если смотреть через наши телескопы, они дают много объяснений. Похоже, что более ранние исследователи были правы в своем предположении об удушающем эффекте. Это можно перефразировать следующим образом: моделирование предполагает, что с точки зрения наших телескопов оно дает важную информацию. Похоже, что гипотеза удушения, выдвинутая предыдущими исследователями, верна.
Новое моделирование показывает, почему приливные разрушения действительно выглядят как звезда размером с Солнечную систему, расширяющаяся со скоростью несколько процентов скорости света, питаемая черной дырой внутри. На самом деле, его можно даже назвать «солнцем черной дыры».
Смотрите также
- Джон Стамос выразил поддержку Дэйву Кулиеру после того, как последнему поставили диагноз «рак»: «Через все это»
- Домоседы выбирают эти дешевые вещи, которые делают ваш дом намного лучше
- Trainspotting – стальная книга 4K UHD/BLU-RAY
- Бриджит Джонс без ума от мальчика – ТРЕЙЛЕР
- Этот неистовый носорог «Гладиатор II» и дрожжевые бабуины…
- 55 странных и дешевых вещей, о которых вы не знали, которые сделают ваш дом намного лучше
- Климатологи утверждают, что пришло время планировать худшее потепление
- Слухи – ТРЕЙЛЕР
- Любитель – ТРЕЙЛЕР
- Когда произойдет действие DUNE: PROPHECY? Вот полная, но краткая хронология вселенной DUNE
2024-08-31 20:28