Uma simulação de uma estrela interrompida por um buraco negro. (Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA/Taeho Ryu) Acabamos de ter um pouco mais de visão sobre a morte estelar por buraco negro .
Em uma série de simulações, uma equipe de astrofísicos lançou um monte de estrelas em uma variedade de buracos negros , e registrou o que acontece.
É o primeiro estudo desse tipo, disseram os cientistas, que combina a teoria de Einstein da relatividade geral com modelos realistas das densidades de estrelas da sequência principal. Os resultados nos ajudarão a entender o que está acontecendo quando observamos as explosões de luz de buracos negros distantes destruindo estrelas infelizes.
E as simulações, apoiando um artigo publicado no ano passado, também são lindas.
Quando uma estrela se aventura um pouco perto demais de um buraco negro, as coisas se tornam violentas rapidamente. O campo gravitacional extremo do buraco negro começa a se deformar e depois separar a estrela, devido ao que chamamos de forças de maré – o alongamento de um corpo devido à atração gravitacional de outro.
Quando uma estrela chega tão perto de um buraco negro que a força de maré resulta na remoção de material da estrela, chamamos isso de evento de ruptura de maré.
No pior cenário para a estrela,não há escapatória. A ruptura é total, e parte do material da estrela é sugada para o buraco negrocomo um macarrão de espaguete.
Mas nem todo encontro entre um buraco negro e uma estrela termina assim. Algumas estrelas foramobservado sobrevivendo. As simulações, lideradas pelo astrofísico Taeho Ryu, do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, foram projetadas para descobrir quais fatores contribuíram para a sobrevivência de uma estrela.
A equipe criou seis buracos negros virtuais, com massas entre 100.000 e 50 milhões de vezes a do Sol. Cada um desses buracos negros teve encontros com oito estrelas da sequência principal, com massas entre 0,15 e 10 vezes a do Sol.
Eles descobriram que o principal fator que contribuiu para a sobrevivência de uma estrela foi a densidade inicial da estrela. Quanto mais densa a estrela, maior a probabilidade de sobreviver a um encontro com um buraco negro. No vídeo acima, você pode ver esses encontros ocorrendo em torno de um buraco negro supermassivo com 1 milhão de vezes a massa do Sol. As estrelas com maior densidade são amarelas e as mais baixas são azuis.
A equipe também descobriu que as rupturas parciais ocorrem na mesma proporção que as rupturas totais, e a proporção da massa da estrela que é perdida pode ser descrita de maneira surpreendentemente fácil usando uma expressão simples.
Pesquisas futuras para preencher os detalhes mais sutis ajudarão a modelar os efeitos desses encontros, incluindo os eventos de interrupção parcial até então relativamente negligenciados, disseram os pesquisadores.
Isso revelará o que pode acontecer com uma estrela depois que ela sobrevive a um encontro com um buraco negro; se continua ao longo da sequência principal ou se transforma em um remanescente estelar; e se continuará em órbita ao redor do buraco negro para enfrentar a ruptura total em uma data posterior.
O artigo que acompanha as simulações foi publicado em O Jornal Astrofísico em 2020.