Υπερυπολογιστής προσομοιώνει τη γέννηση μιας μαύρης τρύπας

Στην τελευταία προσομοίωση που παρουσιάζει η υπηρεσία οπτικοποίησης της NASA, ο επιθανάτιος χορός δύο άστρων νετρονίων τελειώνει με τη γέννηση μιας μελανής οπής -ίσως το πιο βίαιο φαινόμενο στο Σύμπαν.

Η προσομοίωση ξεκινά με δύο άστρα νετρονίων που περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο σε απόσταση μόλις 18 χιλιομέτρων. Τα ίδια τα άστρα νετρονίων -κατάλοιπα από τον εκρηκτικό θάνατο μεγάλων άστρων- έχουν κι αυτά μικρή διάμετρο, περίπου 20 χιλιόμετρα, συγκεντρώνουν όμως απίστευτα μεγάλη μάζα.

Η πυκνότητά τους είναι τόσο μεγάλη ώστε ένα κουταλάκι από το υλικό τους θα ζύγιζε περισσότερο από ολόκληρο το Όρος Έβερεστ.

Τα άστρα νετρονίων στην προσομοίωση έχουν μάζα 1,4 και 1,7 φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Στην αρχή του animation, η απόσταση που χωρίζει τα δύο σώματα είναι μικρότερη από τις διαμέτρους τους και ολοένα μικραίνει.

Καθώς τα άστρα πλησιάζουν το ένα το άλλο, αρχίζουν να αναπτύσσονται μεταξύ τους ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις που τα παραμορφώνουν (αυτό συμβαίνει επειδή η πλευρά του ενός άστρου που κοιτάζει το άλλο άστρο δέχεται ισχυρότερη βαρυτική έλξη από την αντιδιαμετρική πλευρά και δημιουργεί έτσι μια ανισορροπία).

Το animation τρέχει σε αργή κίνηση, στην πραγματικότητα όμως χρειάζονται μόλις επτά χιλιοστά του δευτερολέπτου μέχρι οι παλλιροϊκές δυνάμεις να διαλύσουν το μικρότερο άστρο νετρονίων και να εκτοξεύσουν το περιεχόμενό του σε έναν υπέρθερμο σπειροδειδή βραχίονα. Το δεύτερο άστρο καταπίνει ένα μέρος αυτού του υλικού.

Έξι χιλιοστά του δευτερολέπτου αργότερα, το δεύτερο άστρο έχει απορροφήσει τόση μάζα ώστε αδυνατεί πια να συγκρατήσει το ίδιο του το βάρος. Σχεδόν ακαριαία, καταρρέει και δημιουργεί στο χωροχρόνο ένα σημείο άπειρης πυκνότητας από το οποίο τίποτα δεν θα μπορούσε να δραπετεύσει: μια μαύρη τρύπα.

Η μαύρη τρύπα είναι εξ΄ορισμού μαύρη, ωστόσο το animation σημειώνει με μια γκρι σφαίρα τον λεγόμενο ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας, το όριο πέρα από το οποίο δεν υπάρχει δυνατότητα διαφυγής.

Η μαύρη τρύπα περιέχει το μεγαλύτερο μέρος από τη μάζα των άστρων, ωστόσο το ένα τέταρτο του υλικού που περιείχαν τίθεται σε τροχιά και σχηματίζει έναν δακτύλιο ακτίνας 200 χιλιομέτρων.

Όπως καταγράφουν οι ειδικοί της NASA σε ανακοίνωση που εξέδωσαν, η συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων σε μαύρη τρύπα πιστεύεται ότι παράγει τις λεγόμενες εκλάμψεις ακτίνων γάμμα ή GRB. Πρόκειται για πίδακες ενέργειας που πηγάζουν από τους πόλους της μαύρης τρύπας και δημιουργούνται από υλικό που θερμαίνεται και λάμπει πριν χαθεί για πάντα στη μελανή οπή.

Οι εκλάμψεις αυτές είναι συνήθως βραχύβιες, απελευθερώνουν όμως σε λίγα δευτερόλεπτα την ενέργεια που παράγουν τα άστρα ολόκληρου του Γαλαξία μας στη διάρκεια ενός έτους.

Είναι μάλιστα τόσο ισχυρές ώστε θα ήταν δυνατόν να αποστειρώσουν έναν πλανήτη αν τον έβρισκαν στο δρόμο τους σε απόσταση δεκάδων χρόνων φωτός.

Η εντυπωσιακή προσομοίωση δημιουργήθηκε στους υπερυπολογιστές του Στούντιο Οπτικοποίησης του Κέντρου Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA στο Μέριλαντ.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης