Diese Animation zeigt einen Stern, der eine Spaghettifizierung erfährt, während er während eines „Gezeitenstörungsereignisses“ von einem supermassiven Schwarzen Loch angesaugt wird. Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser
Beobachten Sie, wie acht Sterne Rock a schwarzes Loch 1 Million Mal die Masse der Sonne in diesen Supercomputer-Simulationen. Wenn sie sich nähern, werden alle durch die Schwerkraft des Schwarzen Lochs gedehnt und verformt. Einige werden vollständig in einen langen Gasstrom auseinandergezogen, ein katastrophales Phänomen, das als Gezeitenstörung bezeichnet wird. Andere sind nur teilweise zerstört, behalten einen Teil ihrer Masse und kehren nach ihren schrecklichen Begegnungen zu ihren normalen Formen zurück.
Beobachten Sie, wie sich acht Modellsterne dehnen und verformen, wenn sie sich einem virtuellen Schwarzen Loch mit einer Million Sonnenmasse nähern. Das Schwarze Loch reißt einige Sterne in einen Gasstrom auseinander, ein Phänomen, das als Gezeitenstörung bezeichnet wird. Andere schaffen es, ihren engen Begegnungen standzuhalten. Diese Simulationen zeigen, dass Zerstörung und Überleben von der Anfangsdichte der Sterne abhängen. Gelb steht für die größte Dichte, Blau für die geringste Dichte. Kredit: NASAGoddard Space Flight Center/Taeho Ryu (MPA)
Diese Simulationen unter der Leitung von Taeho Ryu, Stipendiat am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, sind die ersten, die die physikalischen Effekte von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie mit realistischen Sternendichtemodellen kombinieren. Die virtuellen Sterne reichen von etwa einem Zehntel bis zum Zehnfachen der Sonnenmasse.
Die Trennung zwischen Sternen, die vollständig stören, und solchen, die Bestand haben, hängt nicht nur mit der Masse zusammen. Stattdessen hängt das Überleben mehr von der Dichte des Sterns ab.
Von links nach rechts zeigt diese Abbildung vier Momentaufnahmen eines virtuellen sonnenähnlichen Sterns, der sich einem Schwarzen Loch mit der 1-Millionen-fachen Sonnenmasse nähert. Der Stern dehnt sich aus, verliert etwas Masse und nimmt dann seine Form wieder an, wenn er sich vom Schwarzen Loch entfernt. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Taeho Ryu (MPA)
Ryu und sein Team untersuchten auch, wie andere Eigenschaften, wie unterschiedliche Massen von Schwarzen Löchern und stellare Annäherungen, Gezeitenstörungen beeinflussen. Die Ergebnisse werden Astronomen helfen, abzuschätzen, wie oft vollständige Gezeitenstörungen im Universum auftreten, und ihnen dabei helfen, genauere Bilder dieser katastrophalen kosmischen Ereignisse zu erstellen.
Referenz: „Gezeitenstörungen von Hauptreihensternen. I. Observable Quantities and their Dependence on Stellar and Black Hole Mass“ von Taeho Ryu, Julian Krolik, Tsvi Piran und Scott C. Noble, 25. November 2021, Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/abb3cf