2018-10-31 20:08:01
僵尸星球从死里复活

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黑洞是宇宙中最难以捉摸的物体之一,但劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究表明,烧毁恒星的残余核心可能是首次观测最难以捉摸的黑洞类型的关键。

该研究探讨了一颗休眠的白矮星 - 有时被称为“僵尸”恒星 - 如果它与中等质量的黑洞有密切接触,是否会重新点燃。虽然存在确认超大质量黑洞存在的数据,但尚未确认中间级黑洞的观测结果,其大小范围为100至100,000太阳质量。研究小组认为,这个中级阶层可能会提供适当数量的引力,以便在白矮星撕裂之前重新点燃白矮星。

该团队运行了数十种不同近距离遇到情景的超级计算机模拟来测试这一理论。他们不仅发现近距离接触将重新点燃曾经死亡的恒星,而且他们看到了这一过程可以产生显着的电磁和引力波能量的证据,这些能量可以从近地轨道上的探测器中看到。该研究发表在9月份的“天体物理学杂志”上。

“令人兴奋的是,看到僵尸明星在我们看到的每一个亲密接触场景中重新点燃,”该论文的第一作者,LLNL物理学家Peter Anninos说。 “但真正吸引我想象的是这些能量事件可以被看见的想法。如果星星对齐,可以说,一个僵尸星可以作为一个前所未有的黑洞的归航灯塔。”

模拟表明,恒星物质融合成不同数量的钙和铁,这取决于恒星通过黑洞的距离。通过越近,核合成越有效,铁产量越大。总而言之,该研究表明,“最佳”近距离接触可以将高达60%的恒星物质融合成铁。这种峰值质量转换发生在白矮星通过两个或三个黑洞半径的距离。

“拉伸现象可能非常复杂,”该论文的共同作者LLNL物理学家Rob Hoffman说。 “想象一颗球形星球接近黑洞。当它接近黑洞时,潮汐力开始在垂直于轨道平面的方向上压缩恒星,重新点燃它。但是在轨道平面内,这些引力会拉伸恒星和撕裂它分开了。这是一种竞争效应。“

之前的研究已经模拟了白矮星上的潮汐力,但是这项研究中的计算是第一次完全相对论的模拟,它模拟了重新点燃白矮星的核合成。它们也是迄今为止在一个被破坏的白矮星恒星核心内核合成的最高分辨率模拟,其中发生最强烈的反应。

“整个项目都是由我们的暑期学生和博士后成员实现的,”Anninos说。 “我们都是为了训练下一代物理学家,而这类项目让早期职业研究人员有机会展开翅膀并进行一些繁重的模拟。”

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