Astronomové simulují poslední okamžiky hvězdy, protože je spolknuta černou dírou: „zlomí jako vejce“
Vesmír je plný velkolepých a násilných událostí, ale jen málo z nich je dramatičtější než černá díra, která se roztrhne hvězdu. Nyní, díky pokročilým počítačovým simulacím, vědci dostali svůj nejbližší pohled na to, co by tato kosmická katastrofa mohla vypadat – a dokonce i zvuk – jako.
Tým astronomů, vedený teoretickým astrofyzikem Eliasem většinou Kalifornského technologického institutu (Caltech), modeloval dramatické finální milisekundy před neutronovou hvězdou, neuvěřitelně husté jádro, které zůstalo za sebou masivní hvězdnou explozi, je pohlcen a černá díra.
The výsledkyPublikováno v dopisech astrofyzikálních časopisů v březnu, naznačují, že v těch posledních chvílích se povrch hvězdy rozplaká podobně jako země během zemětřesení. Těsně předtím, než neutronová hvězda zmizí v propasti černé díry, některé z nejsilnějších šokových vln, které jsme, kterým jsme známy, by vybuchly ven v jakémkoli násilném, konečném rozloučení. Práce týmu také předpovídá druhy signálů, které by tato kosmická kolize mohla poslat prostorem, signály, které by astronomové používající dalekohledy na Zemi a na oběžné dráze mohli jednoho dne odhalit.
„Před touto simulací si lidé mysleli, že byste mohli rozbít neutronovou hvězdu jako vejce, ale nikdy se nezeptali, jestli jste slyšeli praskání,“ řekl nejvíce v a prohlášení. „Naše práce předpovídá, že ano, můžete ji slyšet nebo detekovat jako rádiový signál.“
Simulace ukazuje, že těsně před pohlcením neutronové hvězdy je nesmírná gravitace černá díra stříhá její povrch a vyvolává násilná hvězdná dotaz. To způsobí, že silné magnetické pole hvězdy zvlnění a zvlnění a vytváří to, co astronomové nazývají Alfvén Waves. Poté, těsně předtím, než je neutronová hvězda konzumována černou dírou, se tyto vlny promění v silný výbuch, který vydává výbuch rádiových vln známý jako rychlý rozhlasový roztržení (FRB). Nadcházející síť Caltech s 2 000 rozhlasových jídel v Nevadě může být podle prohlášení jednoho dne dostatečně citlivá na to, aby tyto konečné výbuchy detekovala.
Poté, když zmizí do černé díry, simulace odhaluje „monster šokové vlny“ ještě silnější než ty, které byly způsobeny počátečním prasknutím explodujícím ven. Tyto vlny mohou také vytvářet detekovatelné rádiové signály, což potenciálně umožňuje astronomům zachytit dva odlišné výbuchy z jediné kolize díry neutronové hvězdy.
Související: První barevné obrázky černých děr na světě jsou na cestě
„To přesahuje vzdělané modely pro tento jev,“ Katerina chatziioannouVe stejném prohlášení uvedl odborný asistent fyziky v Caltech a spoluautor nové studie. „Je to skutečná simulace, která zahrnuje veškerou relevantní fyziku, která se odehrává, když se neutronová hvězda rozbije jako vejce.“
Simulace také předpovídá možnou tvorbu vzácného hypotetického objektu známého jako pulsar černé díry. Tradiční pulsary točí neutronové hvězdy, které vyzařují paprsky záření, a nová studie naznačuje, že černá díra by mohla toto chování krátce napodobit a zároveň konzumovat neutronovou hvězdu.
K tomuto jevu dochází, protože jak černá díra pohlcuje neutronovou hvězdu, tahá také magnetické pole hvězdy. „Ale musí se toho zbavit,“ řekl většina ve svém prohlášení. „Simulace ukazuje, že to vlastně dělá způsobem, který tvoří stav, který vypadá jako pulsar.“
Tyto pulsars černé díry by trvaly jen zlomek vteřiny, ale mohli by vydat krátký výbuch vysoce energetických rentgenových paprsků nebo gama paprsků, nezaměnitelný podpis násilného konce hvězdy, podle nové studie.
Tým připisuje jejich podrobnou simulaci síle špičkové výpočetní techniky. Použili Perlmutter, superpočítač v Lawrence Berkeley National Laboratory v Kalifornii, který je vybaven GPU, stejnými grafickými procesory používanými ve videohrách a nástroje AI, jako je Chatgpt.
„Prostě jsme předtím neměli dostatek výpočetního výkonu, abychom mohli numericky modelovat tyto vysoce složité fyzické systémy v dostatečném detailu,“ řekl většina.
„S GPU najednou všechno fungovalo a odpovídalo našim očekáváním.“
Výzkum byl publikován přes dva doklady V dopisech astrofyzikálních časopisů.
Tento článek byl původně publikován Space.com.
