Kigger ind i hjertet af en supernova:Simulering viser, hvordan man kan detektere en stjernekerne, der snurrer hurtigt

En ny teoretisk undersøgelse ledet af Shanghai Jiao Tong University og Purple Mountain Observatory-forskere har undersøgt, hvordan man kan detektere binære sorte hullers hurtigt roterende komponenter efterladt af en nylig supernovaeksplosion. Resultaterne giver et lovende perspektiv på sondering af fysik i ekstreme miljøer.

Når massive stjerner opbruger deres nukleare brændstof, gennemgår de et gravitationssammenbrud og eksploderer som supernovaer. Hvis der findes en massiv ledsager i nærheden, kan den smelte sammen med den kompakte rest efterladt af eksplosionen og danne et binært sort hul-system. Interaktionen og den endelige sammensmeltning af de binære komponenter frigiver yderligere enorme mængder energi i form af gravitationsbølger, de krusninger i rumtiden forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori.

Tilstedeværelsen af ​​et hurtigt roterende eller roterende sort hul i det binære system ville påvirke gravitationsbølgeformerne betydeligt. Men på grund af kompleksiteten af ​​astrofysikken involveret i dannelsen og udviklingen af ​​binære sorte huller, er der stadig ingen konsensus om dannelseseffektiviteten af ​​hurtigt roterende sorte huller.

Ved at udføre omfattende computersimuleringer fandt forskerne ud af, at orbitalbevægelsen og diskens præcession i et post-supernova binært sort hul-system er væsentligt ændret på grund af det ledsagende sorte huls hurtige spin. Præcessionseffekten gør, at tilvækstskiven omkring det ledsagende sorte hul viser tidsafhængig variabilitet.

"Denne variabilitet, indprentet i røntgenlyskurverne observeret fra vores synslinje, åbner op for en ny måde at undersøge de astrofysiske egenskaber af det ledsagende sorte hul og endda begrænse den dårligt kendte fødselssparkhastighedsfordeling," sagde prof. Tong Liu fra Shanghai Jiao Tong University, hovedforfatter af undersøgelsen.

Forskningen, offentliggjort i The Astrophysical Journal Letters, antyder fremtidige rummissioner som Einstein Probe, Lynx, Athena og fremtidige Large Observatory For X-ray Timing (LOFT), som er designet til at give røntgentidsdata med høj følsomhed og bred energidækning, vil have potentialet til at afsløre disse skjulte sorte huller gennem opdagelsen og karakteriseringen af ​​de forudsagte variable signaler.