новости космоса
2395 23
12 июня 2020 15:06:43

Модель черной дыры демонстрирует коллапс звезды без яркого взрыва

Команда ученых, включающая Илью Мандела (Ilya Mandel) из научного центра ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) Университета Монаша, Австралия, представила новое исследование процессов, происходящих с вращающимися массивными звездами в конце их жизненного цикла.

Когда заканчивается жизненный цикл массивной звезды, она коллапсирует под действием собственной гравитации, оставляя за собой нейтронную звезду или черную дыру. Внешние газовые оболочки звезды тем временем взрываются в ослепительной вспышке, наблюдаемой как сверхновая. Однако некоторые массивные звезды исчезают без наблюдаемой вспышки. Согласно теории, эти звезды могут полностью коллапсировать в черную дыру. Но действительно ли это возможно?

Команда Мандела в своем новом исследовании решила дать ответ на этот вопрос. Для этого астрономы смоделировали на компьютере при помощи численных методов коллапс вращающегося газа в черную дыру. Моделирование показало, что, если газ вначале вращается слишком быстро, он не может эффективно коллапсировать; вместо этого происходит «зависание» газа с формированием торообразной структуры вокруг экватора черной дыры.

Команда предположила, что тепло, выделяющееся в результате столкновения падающего на черную дыру газа с материалом этого вращающегося тора, будет приводить к отталкиванию в космос внешних оболочек звезды и формированию вспышки сверхновой. Небольшая доля звезд, однако, вращается достаточно медленно – двигаясь со скоростью ниже порогового значения, необходимого для такого «зависания» газа – и эти светила действительно могут коллапсировать в черную дыру «тихой сапою».

«Мы объединили в нашей работе общую теорию относительности, современные вычислительные методы, модели звезд и результаты новых наблюдений, чтобы получить глубокое представление о формировании черных дыр из массивных звезд», - сказал Мандел.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.


(Добавил: Hot Temp)

комментарии
1
JamesWebb45 · 12-06-2020

Моделировали моделировали, да не вымоделировали.
Яйца выеденного не стоят эти компьютерные моделирования. Как можно смоделировать на компьютере то, незнамо что :)

2
Leonid3143 · 12-06-2020

JamesWebb, не так, а вот: Модель сделана не по-модельному, её надо перемоделировать и довымоделировать!
А идёт эта команда в правильном направлении, т. к. факты ИСЧЕЗНОВЕНИЯ без шума и гама звёзд массой 20--25 солнечных имели место и ждут своего научного объяснения (не научное здесь уже было).

3
Bechmet67 · 12-06-2020

А у меня вопрос. За какой промежуток времени происходит ,, тихая сапа,, и какой временный промежуток они использовали в своих расчетах при большом барабуме?

4
3720 · 12-06-2020

Не могет такого быть. Промежуток должен быть! Звезда коллапсирует быстро, но все-таки вещество не может сжиматься быстрее скорости света. При сжатии она неизбежно должна излучать, давать вспышку.

5
paragonn2254 · 12-06-2020

В этой новости красива только фантазия художника. Тысяча первая модель никакого доверия не вызывает. Завтра о ней забудут.

6
Leonid3143 · 12-06-2020

"..Промежуток должен быть.." (с)37
Промежуток должен быть, его не может не быть :-))
.
"..За какой промежуток времени происходит "тихая сапа".." (с)Bechmet
Желаете определённости в цифрах? Хотя здесь нет представителей команды Манделы, но цифры не представляют тайны.
Представляем звёздочку массой 22--25 солнечных на последних часах её жизни. Внутри звезды созрел белый карлик (ядро) из железа массой ~2 солнечных радиусом ~20000 км. Ядерные реакции давно в нём не идут, а давление жмёт, электронный газ не выдерживает и ядро коллапсирует в нейтронную звезду радиусом 15 --18 км . Этот процесс длится ~2.15 секунды. Выделяющаяся энергия уносится нейтрино, которые беспрепятственно с почти световой скорость покидают и новоявленную нейтронную звезду и саму гибнущую звезду. (Кстати, именно по десятку нейтрино в японском детекторе была обнаружена сверхновая 89 года в Магеллановом Облаке, что позволило наблюдать её с самого начала взрыва).
Внутри звезды образуется полость, куда падают внешние слои. Если звезда НЕ ВРАЩАЛАСЬ, то процесс падения очень быстр, газ падает по радиусу, первые порции газа достигают поверхности нейтронки через ~3 сек. Энергия падения (скорость) переходит в температуру, условия для термоядерных реакций возникают и ещё через несклько секунд происходит взрыв накопившегося газа, но его слишком мало, чтобы остановить набравшую скорость внешнюю оболочку, зато достаточно, чтобы нейтронная звезда превысила свою максимальную массу (2.16 солнечных) и она в свою очередь коллапсирует в ЧД, и тут уже никаких препятствия для поглощения падающей материи нет. Процесс поглощения всей оставшейся от звезды массы длится ещё 180--200 секунд, всего от начала проходит не более 4 минут.
Это всё ИМХО.
Совсем другая картина возникает при вращении родительской звезды. Газ внешних слоёв закручивается вокруг новоявленной нейтронной звезды и накапливается. А энергия падения остаётся при нём, температура повышается и при 5--8% от массы через ~90--100 секунд накопившийся газ взрывается уже настоящей сверхновой, раскидывая более 50% внешних слоёв во вне и частично внутрь. Если этого остатка не хватает для возникновения ЧД, то остаётся нейтронная звезда.
Это тоже ИМХО.

7
Nablydatel97 · 13-06-2020

К.6.
Ваша модель неустойчива в поле элементарного критического осмысления.
1. Генерирование (постоянное)элементов, например упирается в период обращения центрального тела, например Солнце. Порядковый номер ограничения - 25+5(Марганец-галлий).
2. Железо попадает в категорию элементов с начальными заданными условиями - 26.
... 3. каждый кулик своё болото хвалит.

8
Nablydatel97 · 13-06-2020

Ну или если считать эфир элементом, о железо будет под номером 27.
Половина неизвестной волны (наверно шутка) - 54.
...
Как усё интересно...

9
Bechmet67 · 13-06-2020

Спасибо за разъяснение. Тогда другой вопрос максимально допустимая плотность вещества у чд. Ну это вопрос больше риторический. Там другая физика так как при сохранении момента вращения скорость вращения внешних слоев будет сверхсветовой и тогда образуется мощное грав поле

10
Гришин_С_Г111 · 13-06-2020

Никакое моделирование не может быть круче секунд времени в астрономии?

11
Leonid3143 · 13-06-2020

Bechmet, говорить можно лишь о СРЕДНЕЙ плотности в области ограниченной горизонтом событий, а каково распределение ПОД горизонтом известно одному Богу :-))
Ну а средняя плотность считается легко:
Радиус горизонта ~3000 м на солнечную массу (~2*10^30 кг) или 3000*М(с) метров
Объём под горизонтом V=4/3*(Pi*R^3) = M(c)^3*1.13*10^11
Средняя плотность p = M/V = M(c)*2*10^30/( M(c)^3*1.13*10^11) = ~1.77*10^19/M(c)^2 [кг/м^3], т. е. средняя плотность ЧД обратно пропорциональна квадрату массы. Например:
1 солнечная масса -- 1.17*10^19 (17 700 000 000 000 000 000) кг/м^3, (в почти сто раз больше плотности ядер элементов)
10 солнечных масс -- 1.17*10^17 кг/м^3, (почти равно плотности ядер элементов)
4 200 000 солнечных масс -- 1 003 000 кг/м^3, (наша СМЧД всего в тысячу раз плотнее воды)

12
paragonn2254 · 13-06-2020

Я только хочу обратить внимание на то, что исчезновения звёзд в близкой Вселенной, никто никогда не наблюдал. А фантазировать и я могу.

13
Leonid3143 · 13-06-2020

paragonn22, вы Фома неверующий или Иван непомнящий ?
Напомню даже здесь на AstroNews было: "AstroNews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9798";

14
itatel69 · 14-06-2020

Что-то не верится чтобы в звезде массой более 10 солнечной перед коллапсом была какая-то статика, позволяющая тихо схлопнуться. Скорее на внешние эффекты влияет состав вещества звёзды

15
Leonid3143 · 14-06-2020

itatel, таких "исчезновений" звёзд известно уже более сотни, а вам не верится! Ну разве что списать их на супер-пупер цивилизации, которым потребовались эти звёздочки для шашлыков :-)))

16
itatel69 · 14-06-2020

Leonid3: падение вещества на ЧД всегда должно сопровождаться значительными энергетическими эффектами. Может эти эффекты не всегда нами регистрируются в видимом диапазоне при коллапсе?

17
Leonid3143 · 14-06-2020

itatel, все видимые и не видимые выбросы энергии возникают не от ЧД, но от вращения вещества вокруг ЧД, обычно в аккреционном диске. Здесь материя разогревается от собственного трения до миллионных температур и ярко светится на всех диапазонах, от аккреционнго диска может заработать динамомашина и через магнитные поля выбрасывать часть вещества в виде джетов.
Если же вещество не имело момента вращения перед падением в ЧД, то и никаких эксцессов не происходит, ныряет по радиусу под горизонт событий со всей своей энергией, а из под горизонта уже ничего не выбирается по определению.

18
paragonn2254 · 15-06-2020

Давайте пример в нашей Галактике, а не где-то, бог его знает, где. Это вообще не звезда была.

19
AlfKorol15 · 15-06-2020


Leonid3, если продолжить ряд масс в посте №11, то СМЧД в 150 миллионов солнечных масс должна иметь плотность воды?! Меня это наталкивает на глупые вопросы:
1) А может ли существовать ЧД с такой плотностью (массой)?!
2) какое ускорение свободного падения может быть вблизи объекта с плотностью воды?!

20
Leonid3143 · 15-06-2020

AlfKorol, 150 миллионов солнечных масс в ЧД не предел. Обнаружены СМЧД и в 1 миллиард солнечных масс и даже 10 миллиардов. Теоретически у Чёрных Дыр нет ни верхнего, ни нижнего предела масс.
Ускорение свободного падения рассчитал ещё сэр Ньютон:
a = G*M/R^2
Для расстояния равного горизонту событий
a = c^4/(4*G*M) = 3,026E+43/M, или в солнечных массах:
a = 1,52E+13/M(c).
Для 180 миллионной ЧД ускорение свободного падения a = 1,52E+13/1,8E+8 = 84440 м/сек^2 или 8600 земных :-)

21
Leonid3143 · 16-06-2020

a = c^4/(4*G*M)
a = c^4 / (4*G*M)

22
Leonid3143 · 16-06-2020

a = c^4/( 4*G*M)
Администрация, форум интепретирует "(" с последующим числом на символ. Пример -- "(" + число 1,2,3:
(1 , (2, (3

23
Dafh87 · 16-06-2020

Leonid3

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!