Aprile 17, 2024

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Spiega perché un buco nero produce luce quando fa a pezzi una stella

Spiega perché un buco nero produce luce quando fa a pezzi una stella

Ingrandire / Un modello di disturbo delle maree, con alcune note su di esso.

Sembra che i buchi neri supermassicci esistano nel cuore di quasi tutte le galassie. Di tanto in tanto, una stella vaga vicino a uno di questi mostri e incontra quello che viene chiamato un evento di disturbo delle maree. La gravità del buco nero fa a pezzi la stella, provocando una massiccia esplosione di radiazioni. Abbiamo notato che ciò accade alcune volte ormai.

Ma non sappiamo esattamente perché ciò accada, poiché la parola “esso” si riferisce specificamente all’esplosione di radiazioni. Dopotutto, le stelle producono radiazioni attraverso la fusione nucleare e i disturbi delle maree creano radiazioni maccheroni stella, estraendo efficacemente componenti dalle reazioni di fusione. I buchi neri brillano quando si nutrono di materia, ma questo processo non assomiglia a un’improvvisa esplosione di radiazioni causata da un evento di disturbo mareale.

Si scopre che non sappiamo bene come vengono prodotte le radiazioni. Esistono molte idee in competizione, ma non siamo riusciti a capire quale si adatta meglio ai dati. Tuttavia, gli scienziati hanno approfittato del pacchetto software aggiornato per modellare l’evento di perturbazione delle maree e dimostrare che il loro modello migliorato si adatta bene alle nostre osservazioni.

Simulazione degli spaghetti

Come accennato in precedenza, non siamo del tutto sicuri della fonte di radiazione negli eventi di disturbo delle maree. Sì, è grande e catastrofico, quindi un po' di radiazioni non è sorprendente. Ma interpretare i dettagli di quella radiazione – quali lunghezze d’onda prevalgono, quanto velocemente la sua intensità aumenta e diminuisce e così via – può dirci qualcosa sulla fisica che controlla questi eventi.

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Idealmente, il software dovrebbe fungere da ponte tra la fisica dei disturbi delle maree e le nostre osservazioni sulla radiazione che producono. Se simuliamo una turbolenza realistica e conosciamo bene la fisica, il programma dovrebbe produrre un'onda di radiazione che si adatta bene alle nostre osservazioni di questi eventi. Sfortunatamente, finora, il software ci ha deluso; Per mantenere le cose gestibili dal punto di vista computazionale, abbiamo dovuto prendere molte scorciatoie che sollevavano dubbi sul realismo delle nostre simulazioni.

Il nuovo lavoro, di Elad Steinberg e Nicholas Stone dell'Università Ebraica, si basa su… Un pacchetto software chiamato RICH Può tracciare il movimento dei fluidi (tecnicamente chiamato idrodinamica). Sebbene il resto stellare non sia fluido nel senso dei fluidi che conosciamo qui sulla Terra, il suo comportamento è dettato principalmente dalla meccanica dei fluidi. RICH è stato recentemente aggiornato per migliorare il modello di emissione e assorbimento della radiazione da parte dei materiali nel fluido, rendendolo più adatto alla modellazione dei disturbi delle maree.

I ricercatori devono ancora prendere alcune scorciatoie per garantire che i calcoli possano essere completati in un periodo di tempo ragionevole. La versione della gravità utilizzata nella simulazione non è perfettamente relativistica ed è approssimata solo nella regione più vicina al buco nero. Ma questo ha accelerato i calcoli abbastanza da consentire ai ricercatori di tracciare i resti della stella dal processo di trasformazione al picco di radiazione generato dall’evento, un periodo di circa 70 giorni.