Οι γιγάντιες μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών, όπως ο δικός μας, είναι γνωστό πως περιστασιακά καταβροχθίζουν κοντινά αστέρια. Τι θα δούμε όμως αν κάνουμε προσομοίωση σε μια μαύρη τρύπα;
Αυτό οδηγεί σε μια δραματική και περίπλοκη διαδικασία καθώς το αστέρι που βυθίζεται προς την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, σπαγγετοποιείται και διαλύεται σε κομμάτια. Τα πυροτεχνήματα που προκύπτουν είναι γνωστά ως γεγονός παλίρροιας.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο The Astrophysical Journal Letters, βλέπουμε τις πιο λεπτομερείς προσομοιώσεις μέχρι σήμερα για το πώς αυτή η διαδικασία εξελίσσεται σε διάστημα ενός έτους.
Ο Αμερικανός αστρονόμος Jack G. Hills και ο Βρετανός αστρονόμος Martin Rees διατύπωσαν για πρώτη φορά τη θεωρία για τα γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής στις δεκαετίες του 1970 και του 1980.
Η θεωρία του Rees προέβλεψε ότι τα μισά από τα συντρίμμια από το αστέρι θα παρέμεναν δεσμευμένα στη μαύρη τρύπα, συγκρουόμενα με τον εαυτό τους, για να σχηματίσουν έναν καυτό, φωτεινό στροβιλισμό ύλης γνωστό ως δίσκος προσαύξησης. Ο δίσκος θα ήταν τόσο ζεστός που θα έπρεπε να εκπέμπει άφθονη ποσότητα ακτίνων Χ.
Όμως, περισσότερα από 100 γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής που έχουμε ανακαλύψει μέχρι σήμερα, λάμπουν κυρίως σε ορατά μήκη κύματος και όχι σε ακτίνες Χ. Οι παρατηρούμενες θερμοκρασίες στα συντρίμμια είναι μόλις 10.000 βαθμοί Κελσίου. Αυτό είναι σαν την επιφάνεια ενός μετρίως θερμού άστρου και όχι τα εκατομμύρια βαθμούς που αναμένονται να φτάνει το καυτό αέριο γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Παράλληλα, περίεργο παραμένει το μέγεθος του λαμπερού υλικού γύρω από τη μαύρη τρύπα, που είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από το Ηλιακό μας σύστημα και διαστέλλεται ταχύτατα, με ένα ποσοστό της ταχύτητας του φωτός.
Με δεδομένο πως μια μαύρη τρύπα με ηλιακή μάζα ενός εκατομμυρίου, είναι λίγο μεγαλύτερη από τον ήλιο μας, το τεράστιο μέγεθος της λαμπερής σφαίρας υλικού που συνάγεται από τις παρατηρήσεις ήταν μια τεράστια έκπληξη.
Ενώ οι αστροφυσικοί έχουν υποθέσει ότι η μαύρη τρύπα πρέπει να “πνιγεί” με κάποιο τρόπο από υλικό κατά τη διάρκεια της διακοπής για να εξηγηθεί η έλλειψη εκπομπών ακτίνων Χ, μέχρι σήμερα κανείς δεν ήταν σε θέση να δείξει πώς συμβαίνει αυτό στην πραγματικότητα. Εδώ μπαίνουν οι προσομοιώσεις.
Οι μαύρες τρύπες είναι άτσαλες στον τρόπο που τρώνε. Θα μπορούσαμε να τις συγκρίνουμε με ένα πεντάχρονο που τρώει μακαρόνια. Έτσι και ένα άστρο ξεκινάει σαν ένα συμπαγές σώμα, όμως σπαγγετοποιειται (τεντώνεται) σε ένα μακρύ και λεπτό σκέλος, λόγω της ακραίας βαρύτητας, όσο πλησιάζει στον ορίζοντα γεγονότων.
Με το μισό της ύλης από το τεμαχισμένο άστρο να εκτοξεύεται προς τη μαύρη τρύπα, μόνο το 1% καταβροχθίζεται στην πραγματικότητα. Το υπόλοιπο εκτοξεύεται στο Σύμπαν, σε ένα είδος κοσμικού «ρεψίματος».
Η προσομοίωση γεγονότων παλιρροϊκής διαταραχής είναι δύσκολη. Οι νόμοι της βαρύτητας του Νεύτωνα δεν λειτουργούν κοντά σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, επομένως κάποιος πρέπει να συμπεριλάβει όλα τα περίεργα και υπέροχα αποτελέσματα από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Για τις προσομοιώσεις έγινε σκληρή δουλειά και ο διδάκτωρ David Liptai ανέπτυξε μία μέθοδο προσομοίωσης, την do-it-Einstein’s-way που επέτρεψε στην ομάδα να πειραματιστεί ρίχνοντας ανυποψίαστα αστέρια στη γενική κατεύθυνση της πλησιέστερης μαύρης τρύπας. Μπορείτε να το κάνετε ακόμη και μόνοι σας.
Οι προσομοιώσεις που προέκυψαν, που φαίνονται στα βίντεο εδώ, είναι οι πρώτες που δείχνουν γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής σε όλη τη διαδρομή από το “ρούφηγμα” μέχρι το “ρέψιμο”.
Χρειάστηκε περισσότερο από ένα χρόνο για να λειτουργήσει σε έναν από τους πιο ισχυρούς υπερυπολογιστές στην Αυστραλία . Η έκδοση με σμίκρυνση έχει ως εξής:
Προς μεγάλη μας έκπληξη, διαπιστώσαμε ότι το 1% του υλικού που πέφτει στη μαύρη τρύπα παράγει τόση θερμότητα, που τροφοδοτεί μια εξαιρετικά ισχυρή και σχεδόν σφαιρική εκροή.
Η μαύρη τρύπα δε μπορεί να καταβροχθίσει τόσα πολλά. Ότι δεν καταφέρνει να καταπιεί, το πετάει μακριά της.
Σοβαρούς κινδύνους για την υγεία αποκαλύπτει η όψη της μύτης, μην αγνοείς τα σημάδια
Όταν παρατηρούνται σαν από τηλεσκόπια, οι προσομοιώσεις εξηγούν πολλά. Από ότι φαίνεται οι προηγούμενες ερευνητές είχαν δίκιο σχετικά με τον “πνιγμό” τους. Μοιάζει με αυτό:
Οι νέες προσομοιώσεις αποκαλύπτουν γιατί τα γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής μοιάζουν πραγματικά με ένα αστέρι μεγέθους ηλιακού συστήματος που διαστέλλεται με λίγα τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός, τροφοδοτούμενο από μια μαύρη τρύπα μέσα.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal Letters.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
