Το Σύμπαν γεμίζει με θεαματικά και βίαια φαινόμενα, αλλά ελάχιστα είναι πιο δραματικά από τη διάλυση ενός άστρου από μια μαύρη τρύπα. Χάρη σε προηγμένες υπολογιστικές προσομοιώσεις, οι επιστήμονες μπορούν τώρα να παρακολουθήσουν αυτή την κοσμική καταστροφή, τόσο οπτικά όσο και ακουστικά.
Μια ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον θεωρητικό αστροφυσικό Ελίας Μοστ από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνιας (Caltech), έχει μοντελοποιήσει τις δραματικές τελευταίες στιγμές πριν το άστρο νετρονίων—την απίστευτα πυκνή καρδιά ενός εκρηγνυόμενου άστρου—καταληφθεί από μια μαύρη τρύπα.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal Letters», αποκαλύπτει ότι κατά τις τελευταίες στιγμές, η επιφάνεια του άστρου θρυμματίζεται όπως το έδαφος που ραγίζει κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Λίγο πριν το άστρο νετρονίων κατακλυστεί από τη μαύρη τρύπα, θα εκραγούν μερικά από τα πιο ισχυρά κρουστικά κύματα, προσφέροντας έναν βίαιο τελευταίο αποχαιρετισμό. Η ομάδα προβλέπει επίσης τα σήματα που μπορεί να στείλει αυτή η κοσμική σύγκρουση στο διάστημα, σήματα που κάποια στιγμή μπορεί να ανιχνευτούν είτε με επίγεια είτε με διαστημικά τηλεσκόπια.
«Μέχρι τώρα, υπήρχε η πεποίθηση ότι το άστρο νετρονίων μπορούσε να σπάσει σαν αυγό, χωρίς όμως να εξεταστεί αν θα μπορούσε να ακούσει κανείς το σπάσιμο. Η εργασία μας αποδεικνύει ότι αυτό είναι εφικτό, καθώς θα μπορούσε να ανιχνευθεί ως ραδιοσήμα», λέει ο Μοστ.
Το φαινόμενο
Η προσομοίωση δείχνει ότι λίγο πριν το άστρο νετρονίων απορροφηθεί, η ισχυρή βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας διαπερνά την επιφάνειά του, προκαλώντας βίαιους σεισμούς. Αυτό οδηγεί σε κυματισμούς και συστροφές στο ισχυρό μαγνητικό πεδίο του άστρου, δημιουργώντας τα λεγόμενα κύματα Alfvén.
Αυτά τα κύματα μετατρέπονται σε ισχυρές εκρήξεις, εκπέμποντας ραδιοκύματα που είναι γνωστά ως γρήγορες εκρήξεις ραδιοκυμάτων (FRB). Το αναπτυσσόμενο δίκτυο ραδιοκεραιών του Caltech στη Νεβάδα ενδέχεται να είναι σε θέση να ανιχνεύσει αυτές τις εκρήξεις στο μέλλον.
Καθώς το άστρο εξαφανίζεται στη μαύρη τρύπα, η προσομοίωση αποκαλύπτει «τεράστια κύματα κλονισμού» που είναι ακόμη πιο ισχυρά από την αρχική θραύση που εκπέμπεται προς τα έξω. Αυτά τα κύματα ενδέχεται να παράγουν ανιχνεύσιμα ραδιοσήματα, επιτρέποντας στους αστρονόμους να ανιχνεύσουν δύο ξεχωριστές εκρήξεις από μια μόνο σύγκρουση μεταξύ ενός άστρου νετρονίων και μιας μαύρης τρύπας.
«Αυτό υπερβαίνει τα υπάρχοντα μοντέλα για το φαινόμενο. Είναι μια πραγματική προσομοίωση που περιλαμβάνει όλη τη σχετική φυσική που συμβαίνει κατά τη διάλυση ενός άστρου νετρονίων», σχολιάζει η Κατερίνα Χατζηιωάννου, επίκουρη καθηγήτρια Φυσικής στο Caltech και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Η προσομοίωση προβλέπει επίσης τον πιθανό σχηματισμό ενός σπάνιου υποθετικού αντικειμένου, γνωστού ως πάλσαρ μαύρης τρύπας. Τα παραδοσιακά πάλσαρ είναι περιστρεφόμενα άστρα νετρονίων που εκπέμπουν δέσμες ακτινοβολίας, και η νέα μελέτη υποδηλώνει ότι μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να μιμηθεί για λίγο αυτή τη συμπεριφορά ενώ καταναλώνει ένα άστρο νετρονίων.
Αυτό συμβαίνει καθώς η μαύρη τρύπα κατά την κατανάλωση του άστρου, έλκει και το μαγνητικό του πεδίο. «Ωστόσο, πρέπει να το απομακρύνει. Η προσομοίωση αποδεικνύει ότι το κάνει με έναν τρόπο που δημιουργεί μια κατάσταση παρόμοια με πάλσαρ», εξηγεί ο Μοστ.
Αυτά τα πάλσαρ μαύρης τρύπας θα διαρκέσουν μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, αλλά θα μπορούσαν να εκπέμπουν σύντομες εκρήξεις ακτίνων Χ υψηλής ενέργειας ή ακτίνων γάμμα, σίγουρα σημεία που θα καταδείξουν το βίαιο τέλος ενός άστρου, σύμφωνα με τη νέα μελέτη.
Naftemporiki.gr
