At lege med sorte huller er en risikabel forretning, især for en stjerne, der er uheldig nok til at kredse om en. Først strækkes stjernen ud af form, og derefter udflader den som en pandekage. Denne handling vil komprimere den stjerne, der genererer voldelige interne nukleare eksplosioner, og chokbølger vil krusle gennem det plagede stjerneplasma. Dette giver anledning til en ny type røntgenstråle, der afslører den rene kraft, som et sort hul tidevandsradius har på det mindre binære søskende. Lyder smertefuldt ...
Det er spændende at prøve at forstå dynamikken i nærheden af et supermassivt sort hul, især når en stjerne strejler for tæt. Nylige observationer af en fjern galakse antyder, at materialet trukket fra en stjerne nær midten af en galaktisk kerne forårsagede en kraftig røntgenstråling, som gentog sig fra den omgivende molekylære torus. Den forbløffende stjernegas blev suget ind i det sorte huls overtræksskive, hvilket genererede en enorm mængde energi som en fakkel. Hvorvidt stjernen forblev intakt i løbet af sin dødsspiral ind i det supermassive sorte hul eller ikke, det er ukendt, men forskere har arbejdet på en ny model af en stjerne, der kredser rundt om et sort hul, der vejer ind på et par millioner solmasser (under antagelse af stjernen kan holde den sammen for at lang).
Matthieu Brassart og Jean-Pierre Luminet fra Observatoire de Paris-Meudon, Frankrig, studerer virkningen af tidevandsradius på en stjerne, der kredser tæt på et supermassivt sort hul. Tidevandstradius for et supermassivt sort hul er afstanden, hvor tyngdekraften vil have et langt større træk i stjernens forkant end den følgende kant. Denne enorme gravitationsgradient får stjernen til at blive strækket uden genkendelse. Hvad der sker dernæst er lidt mærkeligt. I løbet af få timer vil stjernen svinge rundt om det sorte hul gennem tidevandsradius og ud i den anden ende. Men ifølge de franske forskere er den stjerne, der kommer ud, ikke den samme som den stjerne, der gik ind. Stjernes deformation er beskrevet i det ledsagende diagram og beskrevet nedenfor:
- (a) - (d): Tidevandskræfter er svage, og stjernen forbliver praktisk talt sfærisk.
- (e) - (g): Stjerner falder ind i tidevandsradius. Dette er det punkt, hvor det er bestemt til at blive ødelagt. Den gennemgår ændringer i sin form, først "cigareformet", derefter bliver den klemt, når tidevandskræfter udflader stjernen i sit orbitalplan til form af en pandekage. Detaljerede hydrodynamiske simuleringer af stødbølgedynamik er blevet udført i denne "knusningsfase".
- (h): Efter at have svinget omkring punktet med nærmeste tilgang i sin bane (perihelion), rebounds stjernen og forlader tidevandsradius og begynder at udvide sig. Efterlod det sorte hul langt bagefter bryder stjernen op i gasskyer.
Idet stjernen trækkes rundt om det sorte hul i "knusningsfasen", antages det, at trykket vil være så stort på den deformerede stjerne, at der vil forekomme intense nukleare reaktioner igennem og opvarme den i processen. Denne forskning antyder også, at kraftige chokbølger vil rejse gennem det varme plasma. Stødbølgerne ville være kraftige nok til at producere en kort (<0,1 sekund) eksplosion af varme (> 109 Kelvin), der forplantes fra stjernens kerne til dens deformerede overflade, muligvis udsender en kraftig røntgenstråling eller gamma-ray burst. På grund af denne intense opvarmning ser det ud til, at det meste af det stjernemateriale vil slippe ud af de sorte huller tyngdepunkt, men stjernen vil aldrig være den samme igen. Det vil blive omdannet til store skyer af turbulent gas.
Denne situation ville ikke være for svær at forestille sig, når man tænker på det tætte stjernevolumen i galaktiske kerner. Faktisk har Brassart og Luminet estimeret, at der kan være 0,00001 begivenhed pr. Galakse, og selvom dette kan virke lavt, kan fremtidige observatorier som f.eks. Large Synoptic Survey Telescope (LSST) opdage disse eksplosioner, muligvis flere årligt, da universet er gennemsigtigt til hårde røntgen- og gammastråleemissioner.
Kilde: Science Daily
