Att spela med svarta hål är ett riskabelt företag, särskilt för en stjärna som är otur nog att kretsa om en. Först kommer stjärnan att sträckas ut ur formen och sedan plattas den ut som en pannkaka. Denna åtgärd kommer att komprimera den stjärna som alstrar våldsamma inre kärnkraftsexplosioner, och chockvågor kommer att krusas i hela den plågade stellarplasma. Detta ger upphov till en ny typ av röntgenstrålning, vilket avslöjar den rena kraften som ett svart håls tidvattensradie har på det mindre binära syskon. Låter smärtsamt ...
Det är spännande att försöka förstå dynamiken i närheten av ett supermassivt svart hål, särskilt när en stjärna strider för nära. Nya observationer av en avlägsen galax tyder på att materialet som dras från en stjärna nära mitten av en galaktisk kärna orsakade en kraftfull röntgenstråling som ekade från den omgivande molekylära torusen. Den infalling stjärna gasen sugs in i det svarta hålets skivningsskiva, vilket genererade en enorm mängd energi som en flare. Huruvida stjärnan förblev intakt under hela sin dödspiral in i det supermassiva svarta hålet eller inte, det är okänt, men forskare har arbetat med en ny modell av en stjärna som kretsar runt ett svart hål med en vikt på några miljoner solmassor (förutsatt stjärnan kan hålla den tillsammans för den där lång).
Matthieu Brassart och Jean-Pierre Luminet från Observatoire de Paris-Meudon, Frankrike, studerar effekterna av tidvattensradie på en stjärna som kretsar nära ett supermassivt svart hål. Tidvattensradie för ett supermassivt svart hål är avståndet vid vilket tyngdkraften kommer att få ett mycket större drag på stjärnkanten än följande kant. Denna massiva gravitationsgradient får stjärnan att sträckas bortom erkännande. Det som händer nästa är lite konstigt. Inom några timmar svänger stjärnan runt det svarta hålet, genom tidvattensradie och ut mot andra änden. Men enligt de franska forskarna är stjärnan som kommer ut inte densamma som stjärnan som gick in. Stjärnedeformationen beskrivs i bifogade diagram och beskrivs nedan:
- (a) - (d): Tidvattenkrafter är svaga och stjärnan förblir praktiskt sfärisk.
- (e) - (g): Stjärna faller in i tidvattensradie. Detta är den punkt då det är avsett att förstöras. Den genomgår förändringar i sin form, först "cigarettformad", sedan pressas den när tidvattenkrafterna plattar stjärnan i sitt omloppsplan till formen av en pannkaka. Detaljerade hydrodynamiska simuleringar av chockvågdynamik har genomförts under denna "krossningsfas".
- (h): Efter att ha svängt runt punkten närmast närmar sig i sin bana (perihelion), rebounds stjärnan, lämnar tidvattensradie och börjar expandera. Efter att ha lämnat det svarta hålet långt bakom bryter stjärnan upp i gasmoln.
När stjärnan dras runt det svarta hålet i "krossfasen" tros det att trycket kommer att vara så stort på den deformerade stjärnan att intensiva kärnreaktioner kommer att inträffa genom att värma upp den i processen. Denna forskning antyder också att kraftfulla chockvågor kommer att resa genom den heta plasman. Chockvågorna skulle vara tillräckligt kraftfulla för att producera en kort (<0,1 sekund) värmestörning (> 10)9 Kelvin) som förökar sig från stjärnkärnan till dess deformerade yta, och möjligen avger en kraftfull röntgenstråling eller gammastrålning. På grund av denna intensiva uppvärmning verkar det möjligt att det mesta av det stellära materialet kommer att undkomma de svarta hålens gravitationella drag, men stjärnan kommer aldrig att vara densamma igen. Det kommer att förvandlas till stora moln av turbulent gas.
Denna situation skulle inte vara för svår att föreställa sig när man tänker på den täta stjärnvolymen i galaktiska kärnor. I själva verket har Brassart och Luminet uppskattat att det kan vara 0,00001 händelse per galax, och även om detta kan verka lågt, kan framtida observatorier som Large Synoptic Survey Telescope (LSST) upptäcka dessa explosioner, eventuellt flera per år eftersom universum är transparent till hårda röntgen- och gammastråleutsläpp.
Källa: Science Daily
