Вражаючі нові симуляції суперкомп’ютерів виявляють, що насправді відбувається, коли чорна діра поглинає зірку
Науковці зміоделювали чорну діру, яка поглинає нейтронну зірку, виявивши драматичні вибухи, космічні землетруси та таємничі космічні сигнали.
• Нейтронні зірки поглинаються чорними дірами за мілісекунди.
• Цей захід вивільняє ударні хвилі, які потужніші за будь-який землетрус.
• Вчені передбачають виявлення радіо- і рентгенівських сплесків від цих космічних зіткнень.
• Суперкомп’ютери, такі як Perlmutter, сприяли цим відкриттям.
Коли чорна діра поглинає нейтронну зірку, всесвіт спалахує одним з найекстремальніших подій, які тільки можливо уявити. Завдяки вражаючим новим симуляціям вчені можуть тепер фіксувати ці космічні катастрофи в безпрецедентних деталях — і результати можуть покращити нашу можливість виявляти такі катаклізмічні події у всесвіті.
Уявіть собі щільне ядро зірки, настільки важке, як сонце, але стиснуте в сферу розміром з місто. Раптом невидима сила — одна з найбільш темних істот у всесвіті — тягне його до хаотичної, насильницької смерті. Це scena, яка розгортається у найсучасніших комп’ютерних моделях, керованих астрофізиком з Калітеху Елкасом Мостом.
Вперше дослідники вивчали фінальні мілісекунди перед тим, як нейтронна зірка зустрічає свою остаточну долю, і виявили космічну симфонію, яку раніше ніхто не міг уявити. Безпосередньо перед поглинанням зірки її кора тріскається, подібно до поверхні планети під час землетрусу. Масивні ударні хвилі та могутні, закручені магнітні поля вивільняються, відправляючи імпульси в космос, які можна буде помітити радіотелескопами на Землі.
Хочете дізнатися, як цей новий дослідження може змінити те, що ми бачимо (і навіть «чули» з космосу)? Читайте далі.
Q: Що насправді відбувається, коли чорна діра поглинає нейтронну зірку?
Астрофізики давно теоретизували хаос, що виникає, коли чорна діра зіткнеться з нейтронною зіркою, але симуляції суперкомп’ютерів 2025 року втілюють ці теорії в яскраве життя. Коли гігантська гравітація чорної діри викривляє нейтронну зірку, кора зірки тріскається, вивільняючи сейсмічні хвилі, які затмюють будь-який землетрус на Землі.
Раптом потужні магнітні поля зірки розриваються та хвилюються, генеруючи «хвилі Альфвена» — потужні електричні сплески, що рухаються вздовж магнітних ліній. Як тільки зірка зникає, ці хвилі вибухають у сліпучий спалах радіоенергії, відомий як швидкий радіосплеск (FRB). Науковці тепер вважають, що наступні телескопи нового покоління на Землі, як Калітеху, можуть спіймати ці сигнали, якщо їх розмістити в правильному місці.
Справжній шок? Остаточний «укус» чорної діри виробляє ще сильніші ударні хвилі монстрів, потенційно створюючи другий, окремий радіосигнал всього через кілька мілісекунд після першого. Ці відкриття можуть прокласти шлях до більш точного виявлення чорних дір, які поглинають зірки по всьому космосу.
Як вчені можуть «почути» зірковий землетрус?
Традиційно вважалося, що насильницькі космічні події безшумні. Але останні дослідження пропонують, що остаточні тріщини нейтронної зірки та викликані ними сплески можуть відправляти радіосигнали по простору — відлуння космічної агонії зірки.
Суперкомп’ютерні симуляції виявляють, що титанічний вплив чорної діри не просто поглинає матерію; він розриває зірку так жорстоко, що сплески радіохвиль розходяться. Ці хвилі можуть бути виявлені тут, на Землі, пропонуючи акустичне вікно в найжорстокіші битви всесвіту.
Чи можуть чорні діри стати «пульсарами»?
У розумовому повороті симуляції припускають, що, коли чорна діра поглинає магнітизовану нейтронну зірку, вона на мить імітує пульсар — обертовий маяк високої енергії. Це рідкісне явище, яке називають «пульсаром чорної діри», триватиме лише частки секунди, але випустить невимовний спалах рентгенівських або гамма-променів.
Астрономи ще не спостерігали такого пульсара чорної діри в реальному житті — поки що. З прогнозами тепер у руках, пошуки розпочнуться. Сигнали з цих подій відкриють новий клас космічних об’єктів, переписуючи наші підручники з екстремальної астрофізики.
Чому саме зараз? Ранок астрономії на основі суперкомп’ютерів
Жодне з цього не було можливим десять років тому. Таємна зброя: новий вид суперкомп’ютерів, таких як Perlmutter в Національній лабораторії Лоренса Берклі. Ці машини використовують ті ж графічні чіпи, що й уігрових ПК та інструментах штучного інтелекту, дозволяючи науковцям змоделювати все — від зіткнень галактик до чорних дір, які поглинають зірки, з безпрецедентною реалістичністю.
Дослідники відзначають цю обчислювальну потужність за те, що вона нарешті розгадала код злиття нейтронних зірок і чорних дір. Цей стрибок розширює межі того, що люди можуть бачити — і чути — коли космос підвищує гучність.
Що далі для космічних детективів?
Озброєні цими новими прогнозами, астрономи по всьому світу націлюють свої погляди (і вуха) на небо. Якщо радіотелескопи вловлять два окремих сплески, передбачені симуляціями, це може підтвердити найсміливіші теорії про найбільш смертоносні зіткнення у всесвіті.
Залишайтеся з нами для нових відкриттів, коли нові інструменти з’являться в мережі, а більше чорних дір святкуватимуть свої космічні «вечірки».
Не пропустіть наступну неймовірну подію у Всесвіті!
Готові помітити наступну подію, що розриває зірки? Ось ваш швидкий космічний контрольний список:
- Слідкуйте за NASA та ESA для отримання останніх новин про космічні зіткнення.
- Слідкуйте за швидкими радіосплесками та сплесками гамма-випромінювання в новинних стрічках астрономії.
- Дізнайтеся більше про чорні діри, нейтронні зірки та суперкомп’ютерні технології на Caltech та LBL.gov.
- Залишайтеся допитливими — найбільші таємниці Всесвіту все ще чекають, щоб вибухнути в нашій уяві.
Тримайте очі на небі — наступне зіткнення чорної діри та зорі може надіслати сигнали на Землю в будь-який момент!
Посилання
