Zabawa z czarnymi dziurami jest ryzykownym biznesem, szczególnie dla gwiazdy, która ma pecha na tyle, by krążyć wokół niej. Najpierw gwiazda zostanie rozciągnięta z kształtu, a następnie spłaszczona jak naleśnik. Ta akcja skompresuje gwiazdę, wytwarzając gwałtowne wewnętrzne eksplozje jądrowe, a fale uderzeniowe będą falować w udręczonej plazmie gwiezdnej. Daje to początek nowemu rodzajowi serii zdjęć rentgenowskich, ujawniając siłę, jaką promień pływowy czarnej dziury ma na mniejszym binarnym rodzeństwie. Brzmi bolesnie…
Intrygujące jest próba zrozumienia dynamiki w pobliżu supermasywnej czarnej dziury, szczególnie gdy gwiazda zbyt blisko się zbliża. Ostatnie obserwacje odległej galaktyki sugerują, że materiał wyciągnięty z gwiazdy w pobliżu centrum jądra galaktycznego spowodował potężny rozbłysk promieniowania rentgenowskiego, który odbił się echem od otaczającego torusa molekularnego. Infalling gwiezdny gaz został zassany do dysku akrecyjnego czarnej dziury, generując ogromną ilość energii jako płomień. Nie wiadomo, czy gwiazda pozostała nienaruszona przez czas swojej spirali śmierci do supermasywnej czarnej dziury, ale naukowcy pracowali nad nowym modelem gwiazdy krążącej wokół czarnej dziury o masie kilku milionów mas Słońca (zakładając, że gwiazda może to trzymać razem że długo).
Matthieu Brassart i Jean-Pierre Luminet z Observatoire de Paris-Meudon, Francja, badają wpływ promienia pływowego na gwiazdę krążącą w pobliżu supermasywnej czarnej dziury. Promień pływowy supermasywnej czarnej dziury jest odległością, przy której grawitacja będzie miała znacznie większy nacisk na wiodącą krawędź gwiazdy niż na następną. Ten masywny gradient grawitacyjny powoduje rozciągnięcie gwiazdy nie do poznania. To, co dzieje się później, jest trochę dziwne. W ciągu kilku godzin gwiazda będzie krążyć wokół czarnej dziury, przez promień pływowy i na drugi koniec. Ale według francuskich naukowców gwiazda, która wychodzi, nie jest tym samym, co gwiazda, która weszła. Deformacja gwiazdy jest opisana na dołączonym schemacie i szczegółowo opisana poniżej:
- (a) - (d): Siły pływowe są słabe, a gwiazda pozostaje praktycznie sferyczna.
- (e) - (g): Gwiazda wpada w promień pływowy. W tym momencie ma zostać zniszczony. Zmienia swój kształt, najpierw „w kształcie cygara”, a następnie ściska się, gdy siły pływowe spłaszczają gwiazdę na płaszczyźnie orbity do kształtu naleśnika. Podczas tej „fazy kruszenia” przeprowadzono szczegółowe symulacje hydrodynamiczne dynamiki fali uderzeniowej.
- (h): Po obróceniu się wokół punktu najbliższego zbliżenia na swojej orbicie (peryhelium) gwiazda odbija się, pozostawiając promień pływowy i zaczyna się rozszerzać. Pozostawiając czarną dziurę daleko w tyle, gwiazda rozpada się na chmury gazu.
Gdy gwiazda jest przeciągana wokół czarnej dziury w „fazie kruszenia”, uważa się, że ciśnienie na zdeformowanej gwiazdy będzie tak duże, że będą zachodzić intensywne reakcje jądrowe, ogrzewając ją w tym procesie. Badanie to sugeruje również, że silne fale uderzeniowe będą podróżować przez gorącą plazmę. Fale uderzeniowe byłyby wystarczająco silne, aby wytworzyć krótki (<0,1 sekundy) podmuch ciepła (> 10)9 Kelwin) rozprzestrzeniający się z jądra gwiazdy na zdeformowaną powierzchnię, prawdopodobnie emitujący silny rozbłysk rentgenowski lub rozbłysk gamma. Z powodu tego intensywnego ogrzewania wydaje się możliwe, że większość materiału gwiezdnego umknie grawitacyjnie przez czarne dziury, ale gwiazda już nigdy nie będzie taka sama. Zostanie przekształcony w ogromne chmury burzliwego gazu.
Ta sytuacja nie byłaby trudna do wyobrażenia, biorąc pod uwagę gęstą objętość gwiazd w jądrach galaktycznych. W rzeczywistości Brassart i Luminet oszacowali, że na galaktykę może przypadać 0,00001, i chociaż może się to wydawać niskie, przyszłe obserwatoria, takie jak Large Synoptic Survey Telescope (LSST), mogą wykryć te eksplozje, być może kilka razy w roku, ponieważ Wszechświat jest przezroczysty na twarde promieniowanie rentgenowskie i gamma.
Źródło: Science Daily
