Se sabe que los agujeros negros gigantes en los centros de galaxias como nuestra Vía Láctea ocasionalmente comen estrellas cercanas.
Esto conduce a un proceso dramático y complejo, ya que la estrella que se precipita hacia el agujero negro supermasivo es espaguetizado y hecho trizas. Los fuegos artificiales resultantes se conocen como eventos de alteración de las mareas.
en un nuevo estudio publicado hoy en cartas de la revista astrofísicaHemos producido las simulaciones más detalladas hasta la fecha de cómo evoluciona este proceso durante un período de un año.
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Un agujero negro destrozando un sol
El astrónomo estadounidense Jack G. Hills y el astrónomo británico Martin Rees fueron los primeros en teorizar sobre los fenómenos de perturbación de las mareas en las décadas de 1970 y 1980. La teoría de Rees Predijeron que la mitad de los restos de la estrella permanecerían unidos al agujero negro, colisionando consigo mismo para formar un remolino de material luminoso y caliente conocido como disco de acreciónEl disco estaría tan caliente que debería emitir grandes cantidades de rayos X.
Pero para sorpresa de todos, la mayoría de los más de 100 fenómenos de perturbación de mareas descubiertos hasta la fecha brillaban principalmente en longitudes de onda visibles, no en rayos X. Las temperaturas observadas en los escombros son sólo de 10.000 grados Celsius. Es como la superficie de un estrella moderadamente calienteno los millones de grados que se esperan del gas caliente alrededor de un agujero negro supermasivo.
Aún más extraño es el tamaño inferido de la materia brillante alrededor del agujero negro: es varias veces más grande que nuestro sistema solar y se está expandiendo rápidamente alejándose del agujero negro a un pequeño porcentaje de la velocidad de la luz.
Dado que un agujero negro con una masa de un millón de masas solares es sólo un poco más grande que nuestro Sol, el enorme tamaño de la bola de materia brillante deducido de las observaciones fue una completa sorpresa.
Los astrofísicos han planteado la hipótesis de que el agujero negro debió haber quedado obstruido de alguna manera por la materia durante la perturbación para explicar la falta de emisión de rayos X. Hasta ahora nadie había podido demostrar cómo sucedió esto. Aquí es donde entran en juego nuestras simulaciones.
Un sorbo y un eructo
Los agujeros negros comen desordenadamente, como un niño de cinco años que se come un plato de espaguetis. Una estrella comienza como un cuerpo compacto, pero se vuelve espaguetizado: las mareas extremas del agujero negro la estiran hasta formar un filamento largo y delgado.
Mientras que la mitad del material de la estrella ahora destrozada es absorbido por el agujero negro, en realidad sólo se traga el 1%. El resto acaba llevándose el viento. una especie de “eructo” cósmico.
Es difícil simular eventos de perturbación de mareas usando una computadora. Las leyes de la gravedad de Newton no funcionan cerca de un agujero negro supermasivo, por lo que hay que incluir todos los efectos extraños y maravillosos de la teoría general de la relatividad de Einstein.
Pero a los estudiantes de doctorado se les obliga a trabajar duro. Nuestro recién graduado, David Liptai, desarrolló un nuevo método de simulación al estilo de Einstein que permitió al equipo experimentar proyectando estrellas desprevenidas en la dirección general del agujero negro más cercano. Incluso puedes hazlo tu mismo.
Las simulaciones resultantes, que se ven en los vídeos aquí, son las primeras en mostrar eventos de alteración de las mareas, desde simples sonidos de succión hasta eructos.
Siguen la espaguetización de la estrella hasta que los escombros vuelven a caer sobre el agujero negro, luego un acercamiento que transforma la corriente en una especie de manguera de jardín serpenteante. La simulación dura más de un año después de la caída inicial.
Tomó más de un año ejecutar uno de los Las supercomputadoras más poderosas de AustraliaLa versión reducida se ve así:
¿Qué descubrimos?
Para nuestra sorpresa, descubrimos que el 1% de la materia que cae en el agujero negro genera tanto calor que impulsa un flujo extremadamente poderoso, casi esférico. (Un poco como aquella vez que comiste demasiado curry y por la misma razón).
el agujero negro Simplemente no puedo soportarlo todode modo que lo que no puede tragar ahoga el motor central y poco a poco es arrojado lejos.
Cuando se observan como lo harían con nuestros telescopios, las simulaciones explican muchas cosas. Resulta que investigadores anteriores tenían razón sobre la asfixia. Se parece a esto:
Las nuevas simulaciones revelan por qué los eventos de perturbación de mareas realmente parecen una estrella del tamaño de un sistema solar que se expande a un pequeño porcentaje de la velocidad de la luz, impulsada por un agujero negro en su interior. De hecho, incluso podrías llamarlo “Agujero negro del sol«.
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