Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Dansende stjerner og sorte huller i en kosmisk sky af gas:Ny forskning i den fælles hylsterfase

Neutronstjernetåge. Kredit:NASA/CXC/SAO:Røntgen; NASA/JPL-Caltech:Infrarød

De fleste massive stjerner er født i binære filer (og nogle gange tredobler, firdobler, og så videre). Når stjernerne bliver ældre, de vokser sig større i størrelse med en hundrede eller endda tusinde gange udvidelse. Når stjerner i binære filer udvider sig, dele af dem nærmer sig den anden stjerne i binæren, hvis tyngdekraft så kan trække de ydre dele af den ekspanderende stjerne. Resultatet er masseoverførsel fra den ene stjerne til den anden.

Som regel, massen overføres gradvist. Men nogle gange, jo mere masse der overføres, jo mere masse bliver trukket af i en løbsk proces. De ydre lag af den ene stjerne omgiver fuldstændig den anden i en fase kendt som den fælles konvolut. I denne fase, de tætte kerner af de to stjerner kredser om hinanden inde i skyen, eller kuvert, af gas. Gassen trækker på stjernekernerne, får dem til at spiral ind; dette opvarmer den fælles kuvert, som kan blive bortvist. Kernerne kan ende mere end 100 gange tættere på, end de startede.

Denne fælles konvolutfase menes at spille en afgørende rolle i dannelsen af ​​ultrakompakte objektbinære filer, herunder kilder til gravitationsbølger; imidlertid, processen er dårligt forstået.

I et papir, der for nylig blev accepteret til Astrofysisk tidsskrift , Soumi De og samarbejdspartnere fra ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) udforskede den fælles konvolutfase gennem detaljerede computersimuleringer. De brugte vindtunnelmodeller, hvor en stjernekerne, en neutronstjerne eller et sort hul bliver ramt af gasvinden, repræsenterer dens kredsløb gennem konvolutten. Selvom dette er en forenkling af den fulde tredimensionelle fysik af den fælles kappe, håbet er, at denne tilgang gør det muligt at forstå hovedtræk ved problemet.

Diagram over, hvordan en fælles konvolut dannes mellem to stjerner. Kredit:Wiki Commons

Du kan se en animation af en af ​​modellerne her.

Medforfatter og OzGrav CI Ilya Mandel siger, "Resultaterne afslørede trækkræfterne og hastigheden af ​​tilvækst på det sorte hul. Sammen, disse giver os mulighed for at forudsige, hvor meget det sorte hul vil vokse i løbet af den fælles konvolutfase. Mens et naivt estimat antyder, at sorte huller bør få en masse masse i denne fase, vi finder ud af at det ikke er tilfældet og de sorte huller bliver ikke meget tungere. Og dette har vigtige konsekvenser for forståelsen af ​​fusionshastigheder og massefordelinger af gravitationsbølgekilder."


Varme artikler