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    Estrelas dançantes e buracos negros em uma nuvem cósmica de gás:nova pesquisa da fase de envelope comum

    Nebulosa estrela de nêutrons. Crédito:NASA / CXC / SAO:raios-X; NASA / JPL-Caltech:infravermelho

    A maioria das estrelas massivas nascem em binários (e às vezes triplos, quádruplos, e assim por diante). Conforme as estrelas envelhecem, eles crescem em tamanho por uma expansão de cem ou até mil vezes. Quando as estrelas nos binários se expandem, partes deles se aproximam da outra estrela no binário, cuja gravidade pode então puxar as porções externas da estrela em expansão. O resultado é a transferência de massa de uma estrela para outra.

    Usualmente, a massa é transferida gradualmente. Mas às vezes, quanto mais massa é transferida, mais massa é retirada em um processo descontrolado. As camadas externas de uma estrela envolvem completamente a outra em uma fase conhecida como envelope comum. Durante esta fase, os núcleos densos das duas estrelas orbitam um ao outro dentro da nuvem, ou envelope, de gás. O gás se arrasta nos núcleos estelares, fazendo com que eles entrem em espiral; isso aquece o envelope comum, que pode ser expulso. Os núcleos podem acabar mais de 100 vezes mais próximos do que começaram.

    Acredita-se que esta fase de envelope comum desempenhe um papel crucial na formação de binários de objetos ultracompactos, incluindo fontes de ondas gravitacionais; Contudo, o processo é mal compreendido.

    Em um artigo recentemente aceito no Astrophysical Journal , Soumi De e colaboradores do ARC Centro de Excelência para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav) exploraram a fase de envelope comum por meio de simulações de computador detalhadas. Eles usaram modelos de túnel de vento em que um núcleo estelar, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro é fustigado pelo vento de gás, representando sua órbita através do envelope. Embora esta seja uma simplificação da física tridimensional completa do envelope comum, a esperança é que essa abordagem possibilite o entendimento das principais características do problema.

    Diagrama de como um envelope comum é formado entre duas estrelas. Crédito:Wiki Commons

    Você pode assistir a uma animação de um dos modelos aqui.

    Coautor e OzGrav CI Ilya Mandel diz:"Os resultados revelaram as forças de arrasto e a taxa de acreção no buraco negro. Juntos, eles nos permitem prever quanto o buraco negro crescerá durante a fase de envelope comum. Embora uma estimativa ingênua sugira que os buracos negros devem ganhar muita massa durante esta fase, descobrimos que não é o caso, e os buracos negros não ficam muito mais pesados. E isso tem consequências importantes para a compreensão das taxas de fusão e distribuições de massa das fontes de ondas gravitacionais. "


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