Astronomi simuliraju poslednje trenutke zvezde koju guta crna rupa

Poslednji trenuci neutronske zvezde mogu izazvati žestoka podrhtavanja, udarne talase, pa čak i kratkotrajan, nikad viđen objekat poznat kao pulsar crne rupe.

Univerzum je pun spektakularnih i žestokih događaja, a nekoliko je čak dramatičnije od crne rupe koja razara zvezdu. Zahvaljujući najsavremenijim kompjuterskim simulacijama, naučnici su iz dosad najveće blizine osmotrili kako bi ta kosmička katastrofa mogla zapravo izgledati – i čak zvučati.

Preporučujemo

Astronomi predvođeni teorijskim astrofizičarem Ilajasom Mostom sa Kalifonijskog instituta za tehnologiju (Caltech) modelirali su dramatične finalne milisekunde pre nego što je crna rupa progutala neutronsku zvezdu, neverovatno gusto jezgro preostalo nakon ogromne zvezdane eksplozije.

Rezultati sugerišu da u tim poslednjim trenucima površina zvezde puca kao tlo tokom zemljotresa. Momenat pre nego što neutronska zvezda nestane u ambisu crne rupe, neki od najsnažnijih poznatih udarnih talasa bi izleteli u nekoj vrsti žestokog, konačnog pozdrava.

Naučnici takođe predviđaju vrste signala koje bi ova kosmička kolizija mogla poslati širom svemira – signale koje bi astronomi pomoću teleskopa na Zemlji i u orbiti mogli detektovati jednog dana.

„Pre ove simulacije, ljudi su mislili da se neutronska zvezda može razbiti kao jaje, ali nikad nije postavljeno pitanje da li se to razbijanje može čuti“, rekao je Most. „Naš rad predviđa da se može čuti ili detektovati kao radio-signal“.

Simulacija pokazuje da momenat pre nego što neutronska zvezda bude progutana, ogromna gravitacija crne rupe cepa njenu površinu, izazivajući žestoka podrhtavanja zvezde. To uzrokuje da se moćno magnetno polje zvezde uvrne proizvodeći takozvane alvenovske talase.

Zatim, trenutak pre nego što crna rupa proguta neutronsku zvezdu, ovi talasi pretvore se u snažnu eksploziju sa emisijom radio-talasa zvanih brza radio-erupcija (FRB). Kaltekova predstojeća mreža od 2.000 radio-antena u Nevadi će možda jednog dana biti dovoljno osetljiva da detektuje te finalne erupcije.

Tokom nestajanja u crnoj rupi, simulacija pokazuje ogromne udarne talase, jače čak od onih izazvanih inicijalnim razbijanjem koji eksplodiraju napolje. Ovi talasi mogu takođe stvoriti primetne radio-signale, potencijalno omogućavajući astronomima sa registruju dva posebna izliva iz jedne kolizije neutronske zvezde i crne rupe.

Simulacija prevazilazi postojeće modele datog fenomena. Takođe predviđa moguće stvaranje retkog, hipotetičkog objekta poznatog kao pulsar crne rupe. Tradicionalni pulsari su vrteće neutronske zvezde koje emituju snopove zračenja, a nova studija sugeriše da bi crna rupa mogla nakratko imitirati to ponašanje dok guta neutronsku zvezdu.

Ovaj fenomen se dešava zato što crna rupa dok guta neutronsku zvezdu takođe uvlači njeno magnetno polje. Međutim, mora da ga se reši i simulacija pokazuje da to radi na način koji stvara stanje slično pulsaru.

Ovi pulsari crne rupe trajali bi samo delić sekunde, ali bi mogli emitovati kratak mlaz visokoenergetskih rendgenskih ili gama zraka, što je jasan znak silovitog kraja zvezde.

Za detaljnu simulaciju zaslužan je „Perlmater“, superkompjuter u Nacionalnoj laboratoriji Lorens u Berkliju u Kaliforniji, opremljen grafičkim procesorima istim kao kod video-igara i instrumenata veštačke inteligencije poput ChatGPT.

Ranije nismo imali dovoljno kompjuterske moći za numeričko modeliranje ovih veoma složenih fizičkih sistema na dovoljno detaljnom nivou, kaže Most. Sa grafičkim procesorima je sve iznenada funkcionisalo i ispunilo naša očekivanja.

(Telegraf Nauka/Live Science)