Przejdź do treści

Jasne eksplozje czy ciche kolapsy? Naukowcy badają losy masywnych gwiazd

Wizja artystyczna supernowej

Zespół naukowców opublikował artykuł dotyczący badania tego, co dzieje się z rotującymi masywnymi gwiazdami, gdy osiągają koniec życia.

Gwiazdy tworzą energię poprzez fuzję w jądrze lżejszych pierwiastków w cięższe: wodór w hel, następnie hel w węgiel, tlen i tak dalej, aż do żelaza. Energia, wytwarzana przez tę fuzję jądrową, zapewnia wsparcie ciśnienia wewnątrz gwiazdy, co równoważy siłę grawitacji i pozwala gwieździe pozostać w równowadze.

Proces ten zatrzymuje się na żelazie. Ciężkie, żelazne jądro gwiazdy kurczy się pod wpływem grawitacji, tworząc gwiazdę neutronową lub, jeżeli jest wystarczająco ciężkie, czarną dziurę. Tymczasem zewnętrzne warstwy gwiazdy eksplodują we wspaniałym błysku, obserwowanym jako supernowa. Jednak niektóre masywne gwiazdy wydają się całkowicie znikać bez żadnej eksplozji. Teorie sugerują, że masywne gwiazdy całkowicie zapadają się w czarne dziury. Ale czy to możliwe?

Zespół badaczy postanowił odpowiedzieć na to pytanie. Byli oni szczególnie zainteresowani zrozumieniem, czy wirująca gwiazda może po cichu zapaść się w czarną dziurę.

W swoim artykule opisują zestaw symulacji, badających zapadanie się wirującego obłoku gazu w czarną dziurę. Stwierdzono, że jeżeli gaz rotuje zbyt szybko na początku, nie może skutecznie się zapaść. Zamiast tego gaz tworzy torus wokół równika czarnej dziury.

Naukowcy postawili hipotezę, że ciepło, wytwarzane przez opadający gaz uderzający w ten torus wirującego gazu, rozpuści zewnętrzne warstwy gwiazdy i stworzy wybuch podobny do supernowej. Stwierdzono również, że niewielki procent wszystkich gwiazd wiruje wystarczająco wolno i rzeczywiście mogą one cicho zapaść się do postaci czarnych dziur.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej informacji:
Bright explosions or quiet collapses into black holes? Scientists investigate the fate of massive stars

On the maximum stellar rotation to form a black hole without an accompanying luminous transient

Źródło: OzGrav

Na ilustracji: Wizja artystyczna supernowej. Źródło: James Josephides, Swinburne University of Technology.