A csillagszörnyek nem ütköznek össze
A Varsói Egyetem Fizikai Karának Csillagászati Obszervatóriumának asztrofizikusai felfedezték, hogy az első ilyen ütközésekre nem kerül sor több milliárd évnél korábban.
Ez a Tarantula-köd (30 Doradus) a Nagy Magellán Felhőben, amelyet a Hubble Űrtávcső fényképezett. Nemrégiben olyan csillagokat fedeztek fel, amelyeknek a tömege 200-300-szor nagyobb, mint a Napunké.
Forrás: NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Olaszország), R. O'Connell (Virginia Egyetem, Charlottesville) és a The Wide Field Camera 3 Science Oversight Committee
A csillagászok sokáig úgy vélték, hogy az univerzum legnagyobb csillagai nem haladják meg a becsült 150 naptömegű tömeget. Három évvel ezelőtt azonban a Napunk tömegének 200-300-szoros tömegű csillagokat, igazi csillagszörnyeket fedeztek fel a Magellán Felhőkben.
A felfedezés nagy érdeklődést váltott ki az asztrofizikusok körében, különösen azok között, akik részt vesznek a gravitációs hullámok észlelésében. Ha ezek a csillagszörnyek szorosan kapcsolódó bináris csillagrendszerekből származnak, akkor maradványaik ütközése figyelhető meg. Az ilyen eseményekből adódó gravitációs hullámok elég erősek lennének ahhoz, hogy a jelenlegi detektoraink észlelni tudják őket, még akkor is, ha sokkal nagyobb távolságokon történtek, mint azokon, ahol a csillag fekete lyukai találhatók. "De nem támaszkodhatunk ilyen látványos ütközések észlelésére" - mondja Dr. Krzysztof Belczyski, a Varsói Egyetem Fizikai Karának munkatársa.
Dr. Belczyski csapata megvitatta legújabb kutatásaikat a 10. Edoardo Amaldi Gravitációs Hullám Konferencia résztvevőivel, amelyet Varsóban rendeztek a 20. Nemzetközi Általános Relativitási Konferencia kapcsán. és gravitáció (GR20/Amaldi10).
A nagy tömegű csillagok kétféleképpen vethetik véget életüknek: a bennük lévő anyag kiűzhető az űrbe, vagy saját súlyuk alatt fekete lyukba omolhat. Néhány hónappal ezelőtt Dr. Norhasliza Yusof, a Kuala Lumpuri Egyetem vezetésével az asztrofizikusok számítógépes modellezéssel bizonyították, hogy egyes szupermasszív csillagok fekete lyukakat képezhetnek. Ez azt jelenti, hogy az Univerzum valóban bináris rendszereket adott otthont szupermasszív csillagokból, amelyek később két fekete lyukból álló rendszerekké fejlődtek vagy alakultak át, sokkal nagyobb tömegűek, mint általában a fekete lyukaknál.
A szorosan kapcsolódó bináris rendszerekben keringő, neutroncsillagokból vagy közönséges fekete lyukakból álló tárgyak idővel energiát veszítenek, ami a pályájuk méretének csökkentésével egyre közelebb kerül hozzájuk, és végül bekövetkezik ütközés közöttük. Egy ilyen ütközésnek olyan hatása lehet, amelyet a csillagászok megfigyelhetnek egy erős gammasugár-törés révén, és ehhez gravitációs hullám-emisszióval is társulnia kell. Ezeknek a gravitációs hullámoknak az észlelése azonban eddig nem volt sikeres. A jelenlegi áramérzékelők csak "láthatják" a közönséges fekete lyukak ütközését a helyi univerzumban. A szupermasszív csillagok által okozott fekete lyukak ütközése valami más. Ebben az esetben a gravitációs hullámoknak elég erőseknek kell lenniük ahhoz, hogy a közeljövőben észlelhető, de egy ilyen ütközést nem könnyű észrevenni.
A hétköznapi bináris csillagrendszerek 50 vagy akár 100 naptömegű komponensei egymástól legalább néhány száz vagy akár több ezer napsugár távolságra vannak kialakítva. Az ilyen tárgyak nem képezhetnek együtt rövidebb távolságon, mert az e folyamat eredményeként létrejövő anyag sűrűsége megnő, és az anyag egyetlen csillaggá omlik össze, és így bináris rendszer nem képződhet. Ezért egy már kialakult bináris rendszer ütközéséhez összetevőinek valamilyen módon el kell veszíteniük pályaenergiájukat. Ez annak köszönhető, hogy egyik összetevője gyorsan fejlődik, amely egy bizonyos ponton kezd növekedni. A bináris rendszer második komponense ezután társának légkörébe költözik, és a vele való interakció eredményeként gyorsan elveszíti az energiát. Ennek a szoros pályának a következménye az, ami köztudottan gyakori csillagburok jelenség.
"A szupermasszív csillagokból álló bináris rendszerben más a helyzet" - mondja Dr. Belczyski. "Tudjuk, hogy egy ilyen rendszer alkatrészeinek viszonylag nagy távolságban kell kialakulniuk egymástól. Azt is tudjuk, hogy hogy a szupermasszív csillagok nem tágulnak, így egy közös csillag burokfázis nem mehet végbe. Ez azt jelenti, hogy nincs olyan fizikai folyamat, amely valójában a pályák zsugorodását okozhatja! ".
Ebben a helyzetben az egyetlen folyamat, amely bináris rendszerben lehetővé teszi a szupermasszív csillagok maradványainak fokozatos elvesztését, a gravitációs hullámok kibocsátása. De az ilyen rendszer által kibocsátott gravitációs hullámok, amelyek egymástól nagy távolságban lévő alkatrészekből, csillagokból vagy fekete lyukakból állnak, nagyon gyengék, és az energiaveszteség lassú.
"Több mint tízmilliárd, vagy valószínűleg több százmilliárd évbe telik, mire a fekete lyukak ütköznek. Ez hosszabb időszak, mint az Nagy Bumm óta eltelt idő, így gyakorlatilag esélyünk sem lesz észlelni az égen ilyen ütközések okozta gravitációs hullámokat. Hacsak. "- mondja Dr. Daniel Holz a Chicagói Egyetemről.
Pontosan: kivéve, ha a csillagok evolúciójára és a porfelhőkben lévő bináris csillagrendszerek kialakulására vonatkozó jelenlegi modellek tévesek. Az ilyen típusú látványos csillagkatasztrófa megfigyelése az űrben látványos katasztrófa lenne a kortárs asztrofizikusok elméletei számára.
George Cristian Podariu fordítása: csillag-szörnyek-ütközés-látványos-katasztrófa után a szerkesztő beleegyezésével