Zombie -stjerner vender tilbage fra de døde

Sorte huller er blandt de mest undvigende objekter i universet, men forskning fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) tyder på, at de resterende kerner af udbrændte stjerner kan være nøglen til at foretage den første observation af den mest uhåndgribelige klasse af sorte huller.

Forskningen undersøgte, om en sovende hvid dværgstjerne - nogle gange omtalt som en "zombie"-stjerne - kunne genopstå, hvis den havde et tæt møde med et mellemmasse sort hul. Mens der eksisterer data for at bekræfte eksistensen af ​​supermassive sorte huller, der har ikke været bekræftede observationer af sorte huller i mellemklassen, som varierer i størrelse fra 100 til 100, 000 solmasser. Denne mellemklasse, forskerholdet udtalte, kan tilbyde den helt rigtige mængde tyngdekraft til at genstarte en hvid dværg, før den rives i stykker.

Holdet kørte supercomputer-simuleringer af snesevis af forskellige nærmødescenarier for at teste denne teori. Ikke alene fandt de ud af, at et nært møde ville genfænge den engang døde stjerne, men de så beviser for, at processen kunne skabe betydelige elektromagnetiske og tyngdekraftsbølgeenergier, der kunne være synlige fra detektorer i kredsløb nær Jorden. Forskningen blev offentliggjort i september -udgaven af Astrofysisk Journal .

"Det var spændende at se, at zombiestjernen genopstod i hvert af de nærmøde-scenarier, vi så på, "sagde LLNL -fysikeren Peter Anninos, hovedforfatter på papiret. "Men det, der virkelig fangede min fantasi, var tanken om, at disse energiske begivenheder kunne være synlige. Hvis stjernerne flugter, så at sige, en zombiestjerne kunne tjene som et fyrtårn for en aldrig før opdaget klasse af sorte huller. "

Simuleringerne viste, at stjernestoffet smeltede i varierende mængder calcium og jern, afhængigt af hvor tæt stjernen passerede det sorte hul. Jo tættere passet, jo mere effektiv nukleosyntesen, og jo større jernproduktion. Alt i alt, forskningen tyder på, at et "optimalt" nærmøde kunne sammensmelte op til 60 procent af stjernestoffet til jern. Denne maksimal masseomdannelse fandt sted med en hvid dværg, der passerede i en afstand af to eller tre sorte hulradier.

"Stretningsfænomenerne kan være meget komplicerede, " sagde LLNL fysiker Rob Hoffman, medforfatter på papiret. "Forestil dig en sfærisk stjerne, der nærmer sig et sort hul. Når den nærmer sig det sorte hul, tidevandskræfter begynder at komprimere stjernen i en retning vinkelret på orbitalplanet, genudsætter det. Men inden for orbitalplanet, disse gravitationskræfter strækker stjernen og river den fra hinanden. Det er en konkurrerende effekt. "

Tidligere forskning har simuleret tidevandskræfter på hvide dværgstjerner, men beregningerne i denne undersøgelse er de første fuldt relativistiske simuleringer, der modellerer nukleosyntese i genantændende hvide dværgstjerner. De er også de højeste opløsningssimuleringer til dato for nukleosyntese inde i kernen af ​​en tidevandsforstyrret hvid dværgstjerne, hvor de stærkeste reaktioner opstår.

"Hele dette projekt blev gjort muligt af vores sommerstuderende og postdocs, "Sagde Anninos." Vi handler om at oplære den næste generation af fysikere, og denne form for projekt giver forskere fra tidlige karriere mulighed for at sprede deres vinger og køre nogle tunge simuleringer. "