Nove simulacije otkrivaju misterije događaja plime i oseke: kako crne rupe ‘žvaću’ zvezde i stvaraju svetlosne eksplozije

Nove simulacije otkrivaju misterije događaja plime i oseke: kako crne rupe ‘žvaću’ zvezde i stvaraju svetlosne eksplozije

Džinovske crne rupe smeštene u centralnim delovima galaksija, poput Mlečnog puta, ponekad „žvaću“ zvezde koje se nalaze u njihovoj blizini. Ova pojava rezultuje u procesu koji je dramatičan i složen, gde se zvezda koja pada ka supermasivnoj crnoj rupi razvlači i razara na komade, stvarajući vatromet poznat kao događaj plime i oseke.

U nedavnoj studiji objavljenoj u The Astrophysical Journal Letters istraživači su sproveli detaljne simulacije kako bi bolje razumeli ovaj proces tokom godinu dana. Još od 1970-ih i 80-ih godina, američki astronom Jack G. Hills i britanski astronom Martin Rees su pioniri teorije događaja plime i oseke. Prema Reesovoj teoriji, polovina materijala sa zvezde koja se raspada ostaje vezana za crnu rupu, formirajući svetleći akrecioni disk koji emituje obilne količine svetlosti.

Iznenađujuće je otkriće da većina preko 100 dosad identifikovanih događaja plime i oseke sjaji uglavnom vidljivom svetlošću, a ne rendgenskim zracima, sa temperaturama krhotina od samo 10.000 stepeni Celzijusa. Očekivalo se da će gas oko supermasivne crne rupe emitovati znatno više toplote.

Još upečatljivije je veličina svetlećeg materijala oko crne rupe, nekoliko puta veća od našeg Sunčevog sistema, koja se brzo širi od crne rupe brzinom nekoliko procenata brzine svetlosti. Ova ogromna svetleća kugla materijala predstavlja iznenađenje za naučnike.

Simuliranje događaja plime i oseke zahteva složene računske modele, s obzirom na to da Njutnovi zakoni gravitacije nisu dovoljni u blizini supermasivne crne rupe. Uključivanje Ajnštajnove opšte teorije relativnosti neophodno je za precizno modeliranje ovih fenomena.

Nedavno je razvijena nova metoda simulacije pod nazivom „uradi-i-Ajnštajn-put“ koja je omogućila istraživačima da simuliraju procese u blizini crnih rupa. Rezultati simulacija, prikazani u video snimcima, pružaju uvid u sve faze špagetizacije zvezde, bliskog prolaska oko crne rupe, i širenja materijala oko nje.

Otkriveno je da samo 1% materijala koji padne u crnu rupu generiše dovoljno toplote da pokrene snažan izliv materijala. Crna rupa nije u stanju da apsorbuje sve materijale, što dovodi do izbacivanja dela materijala iz centralnog dela, slično „podrigivanju“ u kosmičkom kontekstu.

Simulacije pružaju nova saznanja o fenomenu događaja plime i oseke, objašnjavajući zašto izgledaju kao svetleća zvezda veličine solarnog sistema koja se širi brzinom svetlosti pod uticajem crne rupe. Moglo bi se reći da je to „sunce crne rupe“.