Zombie-Stars konnten nach einer „engen Begegnung“ mit einem schwarzen Loch von den Toten zurückkehren.

Schwarze Löcher gehören zu den schwer fassbaren Objekten im Universum, aber die Forschung aus dem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) deutet darauf hin, dass die Überreste von ausgebrannten Sternen der Schlüssel zur ersten Beobachtung der schwer fassbaren Klasse von Schwarzen Löcher sein könnten.

Die Forschung untersuchte, ob ein ruhender Weißer Zwergstern – manchmal auch als „Zombie“-Stern bezeichnet – wieder entflammen könnte, wenn er eine enge Begegnung mit einem mittleren Massenschwarzloch hätte.

Während Daten vorliegen, um die Existenz supermassiver Schwarzer Löcher zu bestätigen, gibt es keine bestätigten Beobachtungen von Schwarzen Löchern in der Zwischenklasse, deren Größe von 100 bis 100.000 Sonnenmassen reicht.

Diese Zwischenklasse, so das Forschungsteam, könnte genau das richtige Maß an Gravitationskraft bieten, um einen Weißen Zwerg wieder zu entzünden, bevor er auseinander gerissen wird.

Das Team führte Supercomputersimulationen von Dutzenden verschiedener Nahbesprechungsszenarien durch, um diese Theorie zu testen.

Sie fanden nicht nur heraus, dass eine enge Begegnung den einst toten Stern wieder entzünden würde, sondern sie sahen auch Hinweise darauf, dass der Prozess signifikante elektromagnetische und Gravitationswellenenergien erzeugen könnte, die von Detektoren im erdnahen Orbit sichtbar sein könnten.

Die Studie wurde in der September-Ausgabe des The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Es war aufregend zu sehen, dass der Zombie-Stern in jedem der Nahbesprechungsszenarien, die wir betrachteten, wieder entfacht wurde“, sagte der LLNL-Physiker Peter Anninos, Hauptautor der Studie.

Aber was meine Vorstellungskraft wirklich gefangen nahm, war die Idee, dass diese energetischen Ereignisse sichtbar sein könnten.

„Wenn die Sterne sich sozusagen ausrichten, könnte ein Zombie-Stern als Peilsender für eine nie zuvor erkannte Klasse von Schwarzen Löchern dienen.

Die Simulationen zeigten, dass die Sternmaterie in unterschiedlichen Mengen an Kalzium und Eisen fusionierte, je nachdem, wie nah der Stern am Schwarzen Loch vorbeikam.

Je näher der Übergang, desto effizienter die Nukleosynthese und desto höher die Eisenproduktion.

Alles in allem deutet die Forschung darauf hin, dass eine „optimale“ enge Begegnung bis zu 60 Prozent der Sternmaterie zu Eisen verschmelzen könnte. Diese Spitzenmassenumwandlung fand statt, wobei ein Weißer Zwerg in einem Abstand von zwei oder drei Schwarzlochradien vorbeikam.

Die Dehnungsphänomene können sehr kompliziert sein“, sagte der LLNL-Physiker Rob Hoffman, Co-Autor auf dem Papier.

Stellen Sie sich einen kugelförmigen Stern vor, der sich einem schwarzen Loch nähert. Als er sich dem Schwarzen Loch nähert, beginnen die Gezeitenkräfte, den Stern in eine Richtung senkrecht zur Bahnebene zu drücken und ihn wieder zu entzünden.

Aber innerhalb der Orbitalebene dehnen diese Gravitationskräfte den Stern aus und reißen ihn auseinander. Es ist ein konkurrierender Effekt.

Frühere Forschungen haben Gezeitenkräfte an Weißen Zwergensternen simuliert, aber die Berechnungen in dieser Studie sind die ersten vollständig relativistischen Simulationen, die die Nukleosynthese beim Wiederzünden von Weißen Zwergensternen modellieren.

Sie sind auch die bisher höchstauflösenden Simulationen der Nukleosynthese im Kern eines tiduell gestörten Weißen Zwerges, wo die stärksten Reaktionen auftreten.

Dieses gesamte Projekt wurde durch unsere Sommerstudenten und Postdocs ermöglicht“, sagte Anninos.

„Wir bilden die nächste Generation von Physikern aus, und diese Art von Projekt gibt den Nachwuchsforschern die Möglichkeit, ihre Flügel zu spreizen und einige schwere Simulationen durchzuführen.

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