Черные дыры по своей природе мирные объекты. Если их не тревожить, то они никогда не нападают сами. Однако, когда на их пути оказывается звезда, то шансов спастись у светила крайне мало. Далеко не каждая звезда выходит из такой передряги благополучно.
Астрономы, которые до сих пор несколько раз наблюдали такие проходы звезд возле черной дыры, уже видели как процесс поедания звезд черными дырами, так и более длительный процесс разрыва звезд в клочья.
Чтобы лучше понять взаимосвязь и процессы, происходящие в таком событии между черной дырой и звездой, ученые создали серию симуляций, в которых звезды проходили в непосредственной близости от черных дыр разных размеров.
Чтобы получить наиболее точные и надежные результаты, ученые включили в моделирование как процессы, вытекающие из общей теории относительности, так и подробную модель звезды главной последовательности (которая более спокойно сжигает водород в своем ядре), описывающую ее внутреннюю структуру.
Результаты моделирования помогут астрономам анализировать вспышки, которые происходят вблизи далеких черных дыр и регистрируются на Земле.
Так вот что там происходит
Здесь нет ничего удивительного. Если неудачливая звезда подойдет слишком близко к черной дыре, гравитационное воздействие последней на часть звезды, ближайшей к дыре, будет намного сильнее, чем на остальной части звезды. В результате, более близкая сторона звезды будет намного сильнее и эффективнее притягиваться черной дырой. Если разница достаточно велика, звезда сначала начнет деформироваться, а затем материал, из которого она состоит, начнет отрываться от нее. В итоге, звезда разрывается гравитацией черной дыры, не успев даже ее коснулась. Этот поток материала, оставшегося от разрыва звезды, постепенно спускается в черную дыру и исчезает за горизонтом событий.
На самом деле многое зависит от расстояния. Подобная звезда, которая пролетит на большем расстоянии, может потерять часть своего вещества, но в конечном итоге переживет приближение и полетит дальше. Везучая звезда лишь деформируется, а затем вернется к своей первоначальной форме.
Чтобы определить дополнительные факторы, которые могут повлиять на ход события, ученые создали шесть виртуальных черных дыр с массами от 100 тысяч до 50 миллионов солнечных масс. Восемь звезд главной последовательности с массой от 0,15 до 10 масс Солнца по очереди были брошены в окрестности каждой из этих дыр.
Проведенное таким образом моделирование показало, что судьба звезды во многом зависит от ее плотности. Чем плотнее звезда, тем больше у нее шансов пережить сближение с черной дырой. Более того, было обнаружено, что звезды разрушаются полностью так же часто, как и частично.
Теперь ученые хотят сосредоточиться на последнем случае. Остается открытым вопрос, продолжает ли такая звезда, частично лишенная материи, сжигать водород, как до встречи с черной дырой, или она вступает в совершенно иную стадию своей эволюции.
