Google

Translate blog

torsdag 28 maj 2020

Svarta hål slukar neutronstjärnor i stjärnklustret NGC 3201


En neutronstjärna uppstår som slutprodukt när stjärnor gjort slut på sitt bränsle. Det sker då stjärnan stöter bort sina yttre lager och en gravitationskollaps inträffar genom att stjärnans kvarvarande  delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material utspritt som rester från supernovan.

Fusioner mellan svarta hål och neutronstjärnor i täta stjärnhopar är helt olikt de som bildas i isolerade regioner där stjärnorna är få. De tillhörande funktionerna av dessa händelser kan vara avgörande för studier av gravitationsvågors källa. Dr Manuel Arca Sedda vid Institutet för astronomisk databehandling vid Heidelbergs universitet kom till denna slutsatsi en studie där datorsimuleringar av stjärnor mycket mer massiva än vår sol simulerades till avslutning som en supernova och då blev en neutronstjärna eller ett svart hål.

Neutronstjärnor avger regelbundna strålningspulser som gör detektering av dem möjlig. I augusti 2017, till exempel upptäcktes för första gången en dubbel neutronstjärnefusion. Svarta hål å andra sidan förblir oftast dolda eftersom deras gravitationella attraktion är så stark att ljus inte kan avges från de svarta hålet vilket gör dem osynliga för elektromagnetiska detektorer.

Om två svarta hål går samman kan händelsen vara osynlig men kan ändå upptäckas från ringar i rumtiden i form av så kallade gravitationsvågor. Vissa detektorer som "Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory" (LIGO) i USA, kan upptäcka dessa vågor. Den första lyckade direkta observationen gjordes 2015. Signalen genererades från en fusion av två svarta hål.

Men denna händelse kanske inte är den enda källan till gravitationsvågor. De kan kanske även komma från sammanslagningen av två neutronstjärnor eller ett svart håls med en neutronstjärna. Att upptäcka skillnaderna mellan dessa scener är utmaningarna skriver Dr Arca Sedda i rapport. Det är detta han försökt hitta lösningen till i sina datasimuleringar. Han använde detaljerade datorsimuleringar för att studera samspelet mellan ett system som består av en stjärna och ett kompakt objekt såsom ett svart hål och ett tredje massivt objekt vilket krävs för en fusion. Resultaten visar att sådana tre-kroppsinteraktioner faktiskt kan bidra till svarta hål- neutronstjärnefusioner i täta stjärnregioner som i klotformiga stjärnhopar. "En speciell familj av dynamiska fusioner som skiljer sig helt från fusioner i isolerade områden kan då definieras", förklarar Manuel Arca Sedda.

Fusionen av ett svart hål med en neutronstjärna observerades första gången av gravitationsvågobservatorier i augusti 2019 i stjärnklustret NGC-3201.

Ett forskningsområde (min anm.) som är otroligt svårt kan vi se det som. Att skilja olika slag av fusioner är något som är något för de med stort tålamod och ytterlig noggrannhet som forskningsområde.

Bild NGC 3201 ett stjärnkluster i riktning mot stjärnbilden Seglet på södra stjärnhimlen fotograferat av Rymdteleskopet Hubble.

Inga kommentarer: