شنبه ۰۹ تير ۱۴۰۳ - 2024 June 29 
گروهی از دانشمندان به تازگی به دنبال نحوه مرگ ستاره‌های چرخنده و شکل‌گیری سیاهچالهها هستند.
شعار سال: گروهی از دانشمندان، از جمله ایلیا ماندل، مدیر ارشد تحقیق از مرکز عالی ARC برای کشف موج گرانشی در دانشگاه موناش، اخیرا مقاله‌ای درباره آنچه در زمان مرگ ستاره‌های بزرگ چرخنده اتفاق می‌افتد، ارائه دادند.
ستاره‌ها انرژی را با آمیختن عناصر سبک و تبدیل آن‌ها به عناصر سنگین‌تر در مرکزشان تولید می‌کنند. هیدروژن به هلیوم، هلیوم به کربن و ... تا آهن تبدیل می‌شود. انرژی حاصل از این همجوشی هسته‌ای، فشاری را در داخل ستاره ایجاد می‌کند که نیروی گرانش را متعادل ساخته و به ستاره اجازه می‌دهد تا در تعادل باقی بماند.
این فرآیند در آهن متوقف می‌شود. بعد از آهن، برای همجوشی انرژی لازم است تا اینکه بخواهیم انرژی را با همجوشی تولید کنیم. یک هسته آهنی ستاره تحت تاثیر گرانش کشیده شده و یک ستاره نوترونی ایجاد می‌کند یا اگر به اندازه کافی سنگین باشد یک سیاه‌چاله شکل می‌دهد. در همین حال، لایه‌های بیرونی ستاره با یک درخشش عظیم به نام ابرنواختر منفجر می‌شوند. با این حال به نظر می‌رسد برخی از ستاره‌های عظیم بدون هیچ انفجاری ناپدید می‌شوند. نظریه پردازان می‌گویند که این ستاره‌های عظیم، به یک سیاه‌چاله فرو می‌ریزند، اما آیا چنین چیزی امکان‌پذیر است؟
گروهی به سرپرستی آریاندا مورگویا برتایر از دانشگاه کالیفرنیا با حضور ایلیا ماندل به دنبال یافتن پاسخ این پرسش رفتند. آن‌ها علاقمند بودند که بدانند آیا یک ستاره چرخنده می‌تواند بدون هیچ انفجاری به یک سیاه‌چاله تبدیل شود یا نه؟
آن‌ها در مقاله خود مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌هایی از فروپاشی یک ابر گازی چرخان به سیاه‌چاله را توصیف کردند. آن‌ها فهمیدند اگر گاز چرخان در ابتدا بسیار سریع بچرخد، نمی‌تواند بطور موثر فروپاشی داشته باشد، در مقابل، گاز شکل دونات مانند دور خط استوای سیاه‌چاله را به خود می‌گیرد.
گروه فرض کرد که گرمای تولیدشده از فروکشی گاز سنگین به دونات گازی چرخنده لایه‌های بیرونی ستاره را از بین برده و یک انفجار ابرنواختر مانند ایجاد می‌کند. درصد کمی از ستاره‌ها می‌توانند به آهستگی بچرخند و بدون سروصدا به سیاهچالهها فروپاشی کنند.
ماندل گفت: «گردآوری نسبیت عام، تکنیک‌های پیشرفته و محاسباتی، الگو‌های ستاره‌ای و مشاهدات اخیر در کنار هم برای کشف نحوه تشکیل سیاه چاله‌ها از ستاره‌های عظیم بسیار هیجان‌انگیز است.»
ستاره‌ها انرژی را با آمیختن عناصر سبک و تبدیل آن‌ها به عناصر سنگین‌تر در مرکزشان تولید می‌کنند. هیدروژن به هلیوم، هلیوم به کربن و ... تا آهن تبدیل می‌شود. انرژی حاصل از این همجوشی هسته‌ای، فشاری را در داخل ستاره ایجاد می‌کند که نیروی گرانش را متعادل ساخته و به ستاره اجازه می‌دهد تا در تعادل باقی بماند.
این فرآیند در آهن متوقف می‌شود. بعد از آهن، برای همجوشی انرژی لازم است تا اینکه بخواهیم انرژی را با همجوشی تولید کنیم. یک هسته آهنی ستاره تحت تاثیر گرانش کشیده شده و یک ستاره نوترونی ایجاد می‌کند یا اگر به اندازه کافی سنگین باشد یک سیاه‌چاله شکل می‌دهد. در همین حال، لایه‌های بیرونی ستاره با یک درخشش عظیم به نام ابرنواختر منفجر می‌شوند. با این حال به نظر می‌رسد برخی از ستاره‌های عظیم بدون هیچ انفجاری ناپدید می‌شوند. نظریه پردازان می‌گویند که این ستاره‌های عظیم، به یک سیاه‌چاله فرو می‌ریزند، اما آیا چنین چیزی امکان‌پذیر است؟
گروهی به سرپرستی آریاندا مورگویا برتایر از دانشگاه کالیفرنیا با حضور ایلیا ماندل به دنبال یافتن پاسخ این پرسش رفتند. آن‌ها علاقمند بودند که بدانند آیا یک ستاره چرخنده می‌تواند بدون هیچ انفجاری به یک سیاه‌چاله تبدیل شود یا نه؟
آن‌ها در مقاله خود مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌هایی از فروپاشی یک ابر گازی چرخان به سیاه‌چاله را توصیف کردند. آن‌ها فهمیدند اگر گاز چرخان در ابتدا بسیار سریع بچرخد، نمی‌تواند بطور موثر فروپاشی داشته باشد، در مقابل، گاز شکل دونات مانند دور خط استوای سیاه‌چاله را به خود می‌گیرد.
گروه فرض کرد که گرمای تولیدشده از فروکشی گاز سنگین به دونات گازی چرخنده لایه‌های بیرونی ستاره را از بین برده و یک انفجار ابرنواختر مانند ایجاد می‌کند. درصد کمی از ستاره‌ها می‌توانند به آهستگی بچرخند و بدون سروصدا به سیاهچالهها فروپاشی کنند.
ماندل گفت: «گردآوری نسبیت عام، تکنیک‌های پیشرفته و محاسباتی، الگو‌های ستاره‌ای و مشاهدات اخیر در کنار هم برای کشف نحوه تشکیل سیاه چاله‌ها از ستاره‌های عظیم بسیار هیجان‌انگیز است.»
شعار سال، با اندکی تلخیص و اضافات برگرفته از خبرگزاری دانشجو، تاریخ انتشار: 3 تیر 1399، کد خبر: 856723، www.snn.ir
برگزیده ها