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Explicando por qué un agujero negro produce luz cuando destruye una estrella
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Explicando por qué un agujero negro produce luz cuando destruye una estrella

Extender / Un modelo de perturbación de mareas, junto con algunas observaciones de uno.

Los agujeros negros supermasivos parecen estar presentes en el centro de casi todas las galaxias. De vez en cuando, una estrella se acerca demasiado a uno de estos monstruos y experimenta lo que se llama un evento de perturbación de marea. La gravedad del agujero negro destroza la estrella, provocando una enorme explosión de radiación. Hemos visto que esto sucede varias veces.

Pero no sabemos del todo por qué sucede esto: «eso» se refiere específicamente al estallido de radiación. Después de todo, las estrellas producen radiación a través de la fusión y la alteración de las mareas produce espaguetificación de la estrella, deteniendo efectivamente las reacciones de fusión. Los agujeros negros brillan a medida que se alimentan de material, pero este proceso no se parece al repentino estallido de radiación de un evento de perturbación de marea.

Resulta que no sabemos del todo cómo se produce la radiación. Hay varias ideas en competencia, pero no podemos determinar cuál se ajusta mejor a los datos. Sin embargo, los científicos aprovecharon un paquete de software actualizado para modelar un evento de alteración de las mareas y demostraron que su modelo mejorado se ajusta muy bien a nuestras observaciones.

Simulación de espaguetificación

Como se mencionó anteriormente, no estamos seguros de la fuente de radiación en los eventos de alteración de las mareas. Sí, son grandes y catastróficos, por lo que un poco de radiación no es una gran sorpresa. Pero explicar los detalles de esta radiación (qué longitudes de onda predominan, con qué rapidez aumenta y disminuye su intensidad, etc.) – puede decirnos algo sobre la física que domina estos eventos.

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Idealmente, el software debería actuar como un puente entre la física de una perturbación de las mareas y nuestras observaciones de la radiación que producen. Si simulamos una perturbación realista y tenemos la física correcta, entonces el software debería producir una explosión de radiación que coincida decentemente con nuestras observaciones de estos eventos. Desafortunadamente, hasta ahora el software nos ha decepcionado; Para mantener las cosas computacionalmente manejables, tuvimos que tomar muchos atajos que plantearon dudas sobre el realismo de nuestras simulaciones.

El nuevo trabajo, realizado por Elad Steinberg y Nicholas Stone de la Universidad Hebrea, se basa en un paquete de software llamado RICH que puede rastrear el movimiento de fluidos (técnicamente llamado hidrodinámica). Y aunque los restos de una estrella no son fluidos en el sentido de los líquidos que conocemos aquí en la Tierra, su comportamiento está dictado principalmente por la mecánica de fluidos. RICH se actualizó recientemente para modelar mejor la emisión y absorción de radiación por materiales en el fluido, lo que lo ha hecho más adecuado para modelar perturbaciones de mareas.

Los investigadores aún tuvieron que tomar algunos atajos para garantizar que los cálculos pudieran completarse en un período de tiempo realista. La versión de la gravedad utilizada en la simulación no es totalmente relativista y sólo se aproxima en la zona más cercana al agujero negro. Pero esto aceleró los cálculos lo suficiente como para que los investigadores pudieran rastrear los restos de la estrella desde la espaguetificación hasta el pico de emisión de radiación del evento, un período de casi 70 días.

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