Tarantula NebulaNe-am putea aştepta ca ciocnirile dintre rămăşiţele stelelor gigantice, cu o masă de până la 200 sau 300 de ori mai mare decât a Soarelui nostru, să fie printre cele mai spectaculoase fenomene din Univers. Poate sunt, dar noi, din păcate, nu vom afla.

 

 

Astrofizicienii de la Astronomical Observatory of the Faculty of Physics at University of Warsaw au descoperit că primele coliziuni de acest fel nu vor avea loc mai devreme de câteva miliarde de ani.

 

Tarantula Nebula
Aceasta este nebuloasa Tarantula (30 Doradus) aflată în Marele Nor al lui Magellan, fotografiată de telescopul spaţial Hubble. Aici au fost descoperite recent stele având o masă de 200 până la 300 de ori mai mare decât a Soarelui nostru.
Sursa: NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Italia), R. O'Connell (University of Virginia, Charlottesville) şi The Wide Field Camera 3 Science Oversight Committee



Timp îndelungat astronomii au crezut că cele mai mari stele din Univers nu depăşesc o masă estimată la 150 de mase solare. Cu toate acestea, cu trei ani în urmă, s-au descoperit în Norii lui Magellan stele având o masă cuprinsă între 200 şi 300 de ori masa Soarelui nostru, adevăraţi monştri stelari.

Descoperirea a stârnit un mare interes printre astrofizicieni, în special în rândul celor implicaţi în detecţia undelor gravitaţionale. În cazul în care aceşti monştri stelari au provenit din sisteme stelare binare, strâns legate, coliziunile dintre rămăşiţele lor s-ar putea observa. Undele gravitaţionale care rezultă din astfel de evenimente ar fi suficient de puternice pentru ca detectoarele noastre actuale să le simtă chiar dacă au avut loc la distanţe mult mai mari decât cele la care se află găurile negre stelare. „Dar noi nu ne putem baza pe detectarea unor astfel de coliziuni spectaculoase", spune Dr. Krzysztof Belczyski de la Faculty of Physics din cadrul University of Warsaw.

Echipa condusă de dr. Belczyski a discutat despre cele mai recente cercetări ale lor cu participanţii la cea de-a zecea conferinţă Edoardo Amaldi pe tema undelor gravitaţionale care a avut loc în Varşovia în legătură cu cea de-a douăzecea conferinţă internaţională pe tema relativităţii generale şi gravitaţie (GR20/Amaldi10).

Stelele având mase mari îşi pot încheia viaţa în două moduri: materia din cadrul lor poate fi expulzată în spaţiu sau ele pot colapsa sub propria lor greutate într-o gaură neagră. Cu câteva luni în urmă, astrofizicienii conduşi de Dr. Norhasliza Yusof de la University of Kuala Lumpur au demonstrat, folosind modelarea computerizată, că unele stele supermasive pot forma găuri negre. Acest lucru înseamnă că Universul a găzduit, într-adevăr, sisteme binare formate din stele supermasive care mai târziu au evoluat sau s-au transformat în sisteme formate din două găuri negre având o masă mult mai mare decât cea observată în mod uzual la găurile negre.

Obiectele care orbitează în sistemele binare strâns legate, formate din stele neutronice sau găuri negre obişnuite, îşi pierd din energie în timp, ceea ce provoacă, prin reducerea dimensiunilor orbitelor lor, o apropiere din ce în ce mai mare a lor şi în final are loc o coliziune între acestea. O astfel de ciocnire poate avea un efect ce poate fi observat de către astronomi printr-o puternică explozie de raze gama, iar aceasta ar trebui să fie, de asemenea, însoţită de o emisie de unde gravitaţionale. Cu toate acestea, până în prezent, nu s-a reuşit detecţia acestor unde gravitaţionale. Detectoarele de curent utilizate în prezent pot „vedea" numai ciocnirea găurilor negre obişnuite aflate în Universul local. Ciocnirea găurilor negre produse de stelele supermasive reprezintă cu totul altceva. În acest caz, undele gravitaţionale ar trebui să fie suficient de puternice pentru ca acestea să poată fi detectate în viitorul apropiat. Dar o astfel de coliziune se dovedeşte a nu fi uşor de observat.

Componentele sistemelor stelare binare obişnuite, având mase de 50 sau chiar 100 de mase solare, se formează la o distanţă una de alta de cel puţin câteva sute sau chiar mai multe mii de raze solare. Astfel de obiecte nu se pot forma împreună la o distanţă mai mică deoarece densitatea materiei ce rezultă prin acest proces creşte şi provoacă colapsul materiei într-o singură stea iar un sistem binar nu se poate forma în acest fel. Prin urmare, pentru ca un sistem binar, deja format, să se ciocnească, componentele sale trebuie să piardă din energia lor orbitală într-un anumit mod. Acest lucru se întâmplă datorită evoluţiei rapide a unuia din componentele sale care, într-un anumit moment, începe să-şi mărească dimensiunile. A doua componentă a sistemului binar se deplasează apoi în atmosfera companionului său şi, ca urmare a interacţiunii cu acesta, îşi pierde rapid din energie. O consecinţă a acestei orbite strânse este reprezentată de ceea ce este cunoscut ca fiind un fenomen comun de anvelopare stelară.

„Într-un sistem binar format din stele supermasive, situaţia este diferită", spune Dr. Belczyski. „ştim că părţile componente ale unui astfel de sistem trebuie să se formeze la o distanţă relativ mare una faţă de cealaltă. ştim, de asemenea, că stele supermasive nu se extind, astfel încât nu poate avea loc o fază comună de tip anvelopă stelară. Acest lucru înseamnă că nu există un proces fizic care ar putea efectiv provoca reducerea orbitelor!".

În această situaţie, singurul proces care permite o pierdere treptată de energie a resturilor unor stele supermasive, aflate într-un sistem binar, este emisia de unde gravitaţionale. Dar undele gravitaţionale emise de un astfel de sistem format din componente aflate la o distanţă mare între ele, stele sau găuri negre, sunt foarte slabe şi pierderea de energie este lentă.

„Va dura mai mult de zeci de miliarde de ani sau, probabil, sute de miliarde de ani pentru ca găurile negre să se ciocnească. Aceasta este o perioadă mai mare decât intervalul de timp care a trecut de la Big Bang, aşa că noi practic nu vom avea nicio şansă de a detecta undele gravitaţionale provocate de astfel de coliziuni care au loc pe bolta cerească. Doar dacă nu cumva...", afirmă Dr. Daniel Holz de la University of Chicago.

Exact: cu excepţia cazului în care modelele actuale, privind evoluţia stelelor şi formarea sistemelor stelare binare din norii de praf, sunt greşite. Observarea în spaţiu a unei spectaculoase catastrofe stelare de acest tip ar însemna un dezastru spectaculos pentru teoriile astrofizicienilor contemporani.



Traducere de George Cristian Podariu  după  stellar-monsters-collide-spectacular-catastrophe cu acordul editorului

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Ar fi util dacă ne-ai sprijini cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro