Wissenschaftler werfen Modellsterne auf ein virtuelles Schwarzes Loch, um zu sehen, wer überlebt

Sehen Sie, wie Acht-Sterne-Rock a schwarzes Loch 1 Million Mal die Masse der Sonne in diesen Supercomputer-Simulationen. Wenn sie sich nähern, werden alle durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs gedehnt und verformt. Einige werden in einem langen Gasstrom vollständig auseinandergezogen, ein katastrophales Phänomen, das als Gezeitenstörung bezeichnet wird. Andere sind nur teilweise zerstört, behalten ihre Masse und kehren nach ihren schrecklichen Begegnungen zu ihren normalen Formen zurück.

Beobachten Sie, wie sich acht Modellsterne dehnen und verformen, wenn sie sich einem virtuellen Schwarzen Loch nähern, das 1 Million Mal die Masse der Sonne hat. Das Schwarze Loch reißt einige Sterne in einem Gasstrom auseinander, ein Phänomen, das als Gezeitenstörung bezeichnet wird. Andere schaffen es, ihren engen Begegnungen zu widerstehen. Diese Simulationen zeigen, dass Zerstörung und Überleben von der Anfangsdichte der Sterne abhängen. Gelb steht für die höchste Dichte, Blau für die geringste Dichte. Kredit: NASAGoddard Space Flight Center / Taeho Ryu (MPA)

Diese Simulationen unter der Leitung von Taeho Ryu, Stipendiat am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, sind die ersten, die die physikalischen Effekte von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie mit realistischen Sternendichtemodellen kombinieren. Die virtuellen Sterne reichen von etwa einem Zehntel bis zum Zehnfachen der Sonnenmasse.

Die Aufteilung zwischen vollständig zerstörten und verewigten Sternen hängt nicht nur mit der Masse zusammen. Stattdessen hängt das Überleben mehr von der Dichte des Sterns ab.

Von links nach rechts zeigt diese Abbildung vier Fotos eines virtuellen sonnenähnlichen Sterns, der sich einem Schwarzen Loch mit der 1-Millionen-fachen Sonnenmasse nähert. Der Stern dehnt sich aus, verliert etwas Masse und nimmt dann seine Form wieder an, wenn er sich vom Schwarzen Loch entfernt. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA / Taeho Ryu (MPA)

Ryu und sein Team untersuchten auch, wie andere Merkmale, wie unterschiedliche Massen von Schwarzen Löchern und Sterne in der Nähe von Annäherungen, Gezeitenstörungen beeinflussen. Die Ergebnisse werden Astronomen helfen, abzuschätzen, wie oft es im Universum zu Vollzeitstörungen kommt, und ihnen helfen, genauere Fotos dieser katastrophalen kosmischen Ereignisse zu erstellen.

Referenz: „Tide Disruptions of Main Series Stars. I. Persible Quantities and Their Dependence on Star and Black Hole Mass“ von Taeho Ryu, Julian Krolik, Tsvi Piran und Scott C. Noble, 25. November 2021, Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abb3cf