Что произойдет при столкновении белого карлика с черной дырой?

11.09.2018 23:50 (Оновлено 12.09.2018 в 23:11)

После регистрации гравитационных всплесков от слияния двух черных дыр или нейтронных звезд такие вопросы уже не кажутся странными. Теоретики давно разработали сетки моделей, которые точно описывают, что происходит при таких слияниях. Но слияние белого карлика и черной дыры оказалось особенным.

акие вопросы часто задают дети: что будет, если, например, слон с китом начнет бороться? В отличие от встречи кита со слоном, столкновение двух релятивистских объектов вполне может состояться.

Белый карлик это остаток небольшой звезды, в ядре которой закончились термоядерные реакции. Если звезда была совсем маленькая, до термоядерного горения гелия в ее недрах дело не дойдет, и звездный остаток будет гелиевым белым карликом. Наше Солнце и звезды средних масс эволюционируют в кислородно-углеродный белый карлик. Если не случится чего-нибудь особенного, белый карлик будет медленно остывать, и больше ничего с ним не произойдет. Температура и давление внутри белого карлика слишком низки, чтобы там могли продолжаться термоядерные реакции.

Астрофизики из Чарлстонского колледжа, рассчитали, что будет, если белый карлик столкнется с черной дырой средней массы (от 1000 до 10 000 солнечных). В этом случае приливные силы черной дыры сожмут его, подняв температуру и давление до таких значений, что это сделает возможным временное возобновление термоядерных реакций. Они будут продолжаться недолго: всего несколько секунд, но и вспышка сверхновой развивается в течение минут.

Credit: College of Charleston

В этом фрагменте компьютерной симуляции уничтожения белого карлика черной дырой массой в 1000 солнечных черная дыра вполне узнаваема, белый карлик уже растянут приливными силами, а яркая белая полоска соответствует области, в которой происходит синтез тяжелых элементов.

Как и при вспышке сверхновой, даже за такой срок в белом карлике успеют синтезироваться тяжелые элементы, часть из которых будет выброшена в окружающее пространство. Важно, что такой сценарий возможен только для черных дыр средних масс. Для черных дыр звездных масс давление внутри белого карлика не сможет подняться до значения, при котором возможны реакции синтеза тяжелых элементов. А сверхмассивные черные дыры слишком быстро разорвут падающий белый карлик и вспышки не будет.

Сценарий вспышки белого карлика при падении на черную дыру достаточно проработан, чтобы можно было искать следы таких событий и уточнять параметры черных дыр.