Co dzieje się z gwiazdą, która zbliży się do czarnej dziury? Zobacz nowe symulacje NASA

Czarne dziury to obiekty, z którymi nie ma żartów. Przekonał się o tym każdy obiekt, który wszedł z czarną dziurą w kontakt. Ale co tak dokładnie dzieje się, gdy do czarnej dziury zbliży się gwiazda? Pewien zespół astrofizyków postanowił ten temat zgłębić, prowadząc cały szereg symulacji, z udziałem gwiazd różnego typu. Ich rezultaty nieco dziwią.

Choć wspomniani astrofizycy opracowali swoją pracę naukową w zeszłym roku, dopiero teraz ich symulacje zostały pokazane na wideo. Jak zaznaczają naukowcy, to pierwsze tego typu sytuacje, które łączą założenia teorii względności Einsteina z realistycznymi modelami gęstości gwiazd ciągu głównego.

Czarna dziura kontra gwiazda

Gdy gwiazda zapuszcza się zbyt blisko czarnej dziury, sprawy przybierają gwałtowny obrót. Ekstremalne pole grawitacyjne czarnej dziury zaczyna gwiazdę deformować, a następnie rozrywać na malutkie kawałeczki – na skutek tego, co nazywamy siłami pływowymi. W najgorszym wypadku dla gwiazdy nie ma ucieczki – ta zostaje rozerwana całkowicie, a część jej materii zostaje wciągnięta przez czarną dziurę.

Nie każde spotkanie gwiazdy z czarną dziurą kończy się jednak w powyższy sposób. Za sprawą symulacji zaobserwowano, że niektóre gwiazdy mogą je przetrwać. O jakich gwiazdach mowa? Jakie posiadają cechy?

Interesujące wyniki symulacji

W ramach swoich symulacji międzynarodowy zespół astrofizyków (w skład którego wchodził Scott C. Noble z Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda NASA) stworzył sześć wirtualnych czarnych dziur o masach od 100 tysięcy do 50 milionów mas Słońca. Naprzeciw nim postawiono osiem gwiazd ciągu głównego – o masach od 0,15 do 10 mas Słońca.

Jak się okazuje, najważniejszym czynnikiem, który determinuje to, czy gwiazda przetrwa spotkanie z czarną dziurą, czy też nie, jest jej gęstość. Im gęstsza gwiazda, tym większe prawdopodobieństwo, że zbliżenie się do czarnej dziury nie zakończy się dla niej całkowitym rozerwaniem na strzępy. Naukowcy przedstawili to w swoim filmie na przykładzie czarnej dziury o masie 1 miliona mas Słońca. W nim gwiazdy o największej gęstości są żółte, a o najmniejszej niebieskie.

Pytania czekające na odpowiedzi

A co dzieje się z gwiazdą, która przetrwała spotkanie z czarną dziurą? Czy ta dalej będzie gwiazdą ciągu głównego, czy też zamieni się w gwiezdną pozostałość? Czy będzie ona wciąż krążyć wokół czarnej dziury, aż w końcu zostanie unicestwiona? Naukowcy mają nadzieję, że to pokażą przyszłe, odpowiednio zaprojektowane, badania i symulacje.

Źródło: NASA, fot. tyt. NASA Goddard