Türünün ilk simülasyonunda bir yıldızın süper kütleli bir kara delik tarafından yok edilmesini izleyin

Samanyolu gibi galaksilerin merkezlerindeki dev kara deliklerin zaman zaman yakınlardaki yıldızları kemirdiği biliniyor.

Bu, yıldızın süper kütleli kara deliğe doğru dalışı sırasında dramatik ve karmaşık bir sürece yol açar. spagettileştirilmiş ve parçalara ayrıldı. Ortaya çıkan havai fişekler, gelgitsel bozulma olayı olarak bilinir.

Birinde yeni çalışma bugün yayınlandı Astrofizik Dergisi Mektuplarıbu sürecin bir yıllık zaman diliminde nasıl evrildiğine dair bugüne kadarki en detaylı simülasyonları ürettik.

Güneşi parçalayan kara delik

Amerikalı astronom Jack G. Hills ve İngiliz astronom Martin Rees, gelgitsel bozulma olaylarını ilk kez 1970’li ve 80’li yıllarda teorileştirdiler. Rees’in teorisi Yıldızdan gelen enkazın yarısının kara deliğe bağlı kalacağını ve kendisiyle çarpışarak sıcak, aydınlık bir madde girdabı oluşturacağını öngördü. birikim diskiDisk o kadar sıcak olurdu ki, bol miktarda X-ışını yayardı.

Ancak herkesi şaşırtacak şekilde, bugüne kadar keşfedilen 100’den fazla aday gelgit bozulması olayının çoğunun esas olarak görünür dalga boylarında parladığı, X-ışınlarında parıldamadığı bulundu. Enkazda gözlemlenen sıcaklıklar sadece 10.000 santigrat derecedir. Bu, bir orta derecede sıcak yıldızSüper kütleli bir kara deliğin etrafındaki sıcak gazdan beklenen milyonlarca derecelik sıcaklık değil.

Daha da garibi, kara deliğin etrafındaki parlayan maddenin tahmini büyüklüğüdür: Güneş sistemimizden birkaç kat daha büyük ve ışık hızının çok küçük bir yüzdesi hızında kara delikten hızla uzaklaşıyor.

Bir milyon Güneş kütlesindeki kara deliğin bile bizim Güneş’imizden birazcık daha büyük olduğu düşünüldüğünde, gözlemlerden çıkarılan parlayan madde topunun büyüklüğü tam bir sürprizdi.

Astrofizikçiler, X-ışını emisyonlarının eksikliğini açıklamak için parçalanma sırasında kara deliğin bir şekilde madde tarafından boğulmuş olması gerektiğini ileri sürmüş olsalar da, bugüne kadar hiç kimse bunun nasıl gerçekleştiğini gösterememişti. Simülasyonlarımız tam da bu noktada devreye giriyor.

Bir şapırtı ve bir geğirme

Kara delikler dağınık yiyicilerdir—bir kase spagetti yiyen beş yaşındaki bir çocuk gibi. Bir yıldız kompakt bir gövde olarak başlar ancak spagettileşir: kara deliğin aşırı gelgitleri tarafından uzun, ince bir ipliğe gerilir.

Şimdi parçalanmış yıldızdan gelen maddenin yarısı kara deliğe doğru yutulurken, aslında sadece %1’i yutulur. Geri kalanı kara delikten uzağa savrulur bir çeşit kozmik “geğirme”.

Gelgitsel bozulma olaylarını bir bilgisayarla simüle etmek zordur. Newton’un yerçekimi yasaları süper kütleli bir kara deliğin yakınında çalışmaz, bu yüzden Einstein’ın genel görelilik teorisindeki tüm tuhaf ve harika etkileri dahil etmek gerekir.

Ancak sıkı çalışma doktora öğrencilerinin işidir. Son mezunumuz David Liptai, ekibin şüphesiz yıldızları en yakın kara deliğin genel yönüne fırlatarak deney yapmasını sağlayan yeni bir Einstein tarzı simülasyon yöntemi geliştirdi. Hatta kendin yap.

Burada videolarda görülen sonuç simülasyonları, gelgit bozulma olaylarını höpürdetmeden geğirmeye kadar gösteren ilk simülasyonlardır.

Yıldızın spagettileşmesini, enkazın kara deliğe geri düşmesine kadar takip ederler, ardından akışı kıvranan bir bahçe hortumuna dönüştüren yakın bir yaklaşım yaparlar. Simülasyon, ilk dalıştan sonra bir yıldan fazla sürer.

Bunlardan birinin çalışması bir yıldan fazla sürdü Avustralya’nın en güçlü süper bilgisayarlarıUzaklaştırılmış hali şu şekilde:

Ne keşfettik?

Büyük bir şaşkınlıkla, kara deliğe düşen %1’lik maddenin o kadar çok ısı ürettiğini, bunun da son derece güçlü ve neredeyse küresel bir dışarı akışı beslediğini bulduk. (Çok fazla köri yediğiniz zamana çok benziyor, hemen hemen aynı sebepten dolayı.)

Kara delik o kadarını yutamıyorumyutamadığı şey merkezi motoru boğuyor ve giderek uzağa fırlatılıyor.

Teleskoplarımızla gözlemlendiği gibi, simülasyonlar çok şey açıklıyor. Önceki araştırmacıların ortaya çıktığı gibi boğulma konusunda haklıydılarŞöyle görünüyor:

Yeni simülasyonlar, gelgitsel bozulma olaylarının neden gerçekten de ışığın birkaç yüzde hızında genişleyen ve içindeki bir kara delikten güç alan güneş sistemi büyüklüğünde bir yıldıza benzediğini ortaya koyuyor. Aslında, buna “kara delik güneş.”

Bu makale şu kaynaktan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Oku orijinal makale.