Οι μαύρες τρύπες ωθούν τ' άστρα στην αυτοκαταστροφή

Πηγή: NewScientist, 18 Ιουλίου 2007

Η μοίρα των άστρων που τολμούν να είναι πολύ κοντά στις μαύρες τρύπες θα μπορούσε να είναι ακόμα πιο βίαιη από όσο μέχρι τώρα πιστεύαμε. Όχι μόνο διασπώνται λόγω της βίαιης έλξης από την τεράστια βαρύτητα της μαύρης τρύπας, αλλά αυτή η διαδικασία μπορεί επίσης να προκαλέσει και μια τεράστια πυρηνική έκρηξη που θα αναγκάσει το άστρο κυριολεκτικά να διασπαστεί από το εσωτερικό του. Αυτό δείχνει μια νέα μελέτη δύο αστροφυσικών.

Οι επιστήμονες από καιρό έχουν καταλάβει ότι οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες, που ζυγίζουν όσο εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια ήλιοι, μπορούν να διασπάσουν τα άστροα που έρχονται πάρα πολύ κοντά τους.

Καλλιτεχνική εικόνα ενός άστρου που διασπάται από τη βαρυτική έλξη μιας μαύρης τρύπας. Η βαρύτητα της μαύρης τρύπας τραβά πολύ περισσότερο το πλησιέστερο σε αυτήν μέρος του άστρου, κι αυτή η ανισορροπία αναγκάζει το άστρο να διασπαστεί μέσα σε ένα χρόνο λίγων λεπτών ή ωρών, μόλις φτάσει αρκετά κοντά του. Ένα τμήμα του άστρου έχει αποσχιστεί και καταπίνεται από τη μαύρη τρύπα.

Τώρα, δύο φυσικοί λένε ότι αυτή η ανώμαλη έλξη δεν είναι ο μόνος κίνδυνος που αντιμετωπίζει το άστρο. Η πίεση αυτών των μη ισορροπημένων δυνάμεων μπορεί,  επίσης, να προκαλέσει μια πυρηνική έκρηξη αρκετά ισχυρή ώστε να καταστρέψει το άστρο από μέσα του.

Οι Matthieu Brassart και Jean-Pierre Luminet του Παρατηρητηρίου του Παρισιού, πρόσφατα πραγματοποίησαν προσομοιώσεις σε υπολογιστές των τελικών στιγμών της ζωής ενός τέτοιου μη επιτυχημένου άστρου, μόλις αυτό στράφηκε προς μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα.

Στροβιλισμός

Όταν το άστρο πλησιάσει αρκετά κοντά, οι ανώμαλες δυνάμεις το κάνουν επίπεδο σε μορφή τηγανίτας. Μερικές προηγούμενες μελέτες είχαν προτείνει ότι αυτή η εξομάλυνση στο σχήμα θα αύξανε την πυκνότητα και τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του άστρου, αρκετή ώστε να προκαλέσει έντονες πυρηνικές αντιδράσεις που θα το ξέσχιζαν.

Όμως, άλλες μελέτες είχαν προτείνει ότι αυτή η εικόνα θα περιπλεκόταν από τα κύματα κλονισμού που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξομάλυνσης και ότι  δεν θα πρέπει να εμφανιστεί καμία πυρηνική έκρηξη.

Οι νέες προσομοιώσεις ερεύνησαν λεπτομερώς τα αποτελέσματα των κυμάτων κλονισμού, και διαπίστωσαν ότι ακόμα και όταν συμπεριλάβουμε τα αποτελέσματά τους, οι συνθήκες ευνοούν μια πυρηνική έκρηξη.

"Θα γίνει μια τέτοια έκρηξη του άστρου - που θα καταστραφεί εντελώς", λέει ο διάσημος αστροφυσικός Jean-Pierre Luminet. Αν και η έκρηξη εξαφανίζει το άστρο, κάποιο από το υλικό του άστρου γλιτώνει και δεν καταβροχθίζεται από τη μαύρη τρύπα. Η έκρηξη είναι τόσο ισχυρή ώστε να εκσφενδονίσει ένα μεγάλο μέρος του υλικού του άστρου μακριά από το βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας, λέει.

Η καταβρόχθιση των άστρων από τις μαύρες τρύπες μπορεί ήδη να είχε παρατηρηθεί, αν και σε ένα πολύ μεταγενέστερο στάδιο. Πιστεύεται ότι αρκετούς μήνες μετά από το γεγονός που ξεσχίζει το άστρο, η ύλη του - που κινείται σπειροειδώς προς τη μαύρη τρύπα - ξεκινά να στροβιλίζεται προς την ίδια τη μαύρη τρύπα. Κι αυτή η κίνηση την θερμαίνει κι έτσι απελευθερώνεται υπεριώδες φως και ακτίνες X.

Αστρικά πυροτεχνήματα

Το διαστημικό σκάφος GALEX της NASA μπορεί να είχε δει ένα τέτοιο γεγονός. Άλλο ένα τέτοιο γεγονός μπορεί να είχε ειδωθεί και από το διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων X Chandra και από το διαστημικό σκάφος XMM-Newton της ESA.

Εάν τα άστρα που αναστατώνονται κοντά στις μαύρες τρύπες εκρήγνυται πραγματικά, τότε θα μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε αυτά τα γεγονότα σε ένα πολύ πιο αρχικό στάδιο. Μάλιστα, είναι δυνατό να δούμε και τη διάσπαση εκείνου του άστρου μόλις αυτό θερμανθεί αρκετά.

Ο Brassart λέει ότι ίσως μπορεί να παρατηρηθεί στις ακτίνες X και στις ακτίνες γάμμα, αλλά είναι κάτι που πρέπει να μελετηθεί.

Ο ερευνητής των υπερκαινοφανών Chris Fryer του Εθνικού Εργαστηρίου του Los Alamos, λέει ότι οι θάνατοι αυτών των άστρων είναι δύσκολο να προσομοιωθούν, και δεν είναι βέβαιος εάν οι ερευνητές έχουν αποδείξει ότι εκρήγνυνται πράγματι με αυτή τη διαδικασία.

Αλλά εάν αυτές οι εκρήξεις όντως συμβαίνουν, τότε με τα μελλοντικά παρατηρητήρια, όπως είναι το Large Synoptic Survey Telescope (LSST) που θα ανιχνεύει μεγάλους αριθμούς υπερκαινοφανών, θα μπορέσουμε να δούμε μερικές εκρήξεις αυτού του τύπου. "Έπειτα αυτά τα αντικείμενα μπορούν να μπουν στο κέντρο του δημόσιου ενδιαφέροντος", συμπληρώνει.