Fehér törpéket robbantó fekete lyukak

Egy új modell szerint a kis tömegű csillagok élete után visszamaradt fehér törpéket egyes fekete lyukak felrobbanthatják, furcsa szupernóva-robbanásokat produkálva.

A fehér törpék a kisebb tömegű csillagok élete végén maradnak vissza, Napunk is hasonlóan fejezi majd be pályafutását körülbelül 5 milliárd év múlva. Fúziós üzemanyaga kifogy, közel Föld méretűvé zsugorodik és nagyon lassan, sok milliárd év alatt kihűl. Ugyanakkor a mintegy 6 naptömegnél nehezebb csillagok halála sokkal látványosabb, ezek szupernóvaként robbannak fel. A csendesen született fehér törpék is részt vehetnek ilyen kataklizmákban, ha ehhez elegendő mennyiségű anyag áramlik a felszínükre, például a körülöttük keringő társukról. Utóbbi esetben ún. Ia-típusú szupernóva-robbanás történik, ami jellegében eltér a nagy tömegű csillagokétól.

Nemrég egy harmadik robbanási mód lehetősége is felmerült, amelyben szintén fehér törpe semmisül meg. Az eseményhez itt is szükséges "külső segítség", amelyet egy közepes tömegű, tehát a Napunknál néhány százszor vagy ezerszer nehezebb fekete lyuk biztosít, és amivel a fehér törpe találkozik.

Enrico Ramirez-Ruiz (University of California, Santa Cruz) és kollégái a fenti jelenséget szuperszámítógépes szimuláció segítségével tanulmányozták. A közel egy héten keresztül futó összetett számítás érdekes eredménnyel szolgált: míg a csillagokhoz hasonló tömegű fekete lyukaknál és a galaxisok centrumában lévő ún. szupernagytömegű fekete lyukaknál az odatévedt fehér törpe egyszerűen elnyelődik a centrumban, a közepes tömegű fekete lyukaknál más a helyzet.

A modell szerint amint a fehér törpe egy ilyen fekete lyukhoz túlságosan közel kerül, annak erős gravitációs tere eltorzítja alakját, és elkezdi széttépni. A jelenség során a felbomló és befelé spirálozó égitest anyaga annyira összepréselődik és oly mértékben felforrósodhat, hogy robbanásszerű gyorsasággal fúziós folyamatok indulnak be az atommagok között.

Mindennek eredményeként hirtelen nagy mennyiségű energia szabadul fel a fekete lyuk környezetében, amely egy külső megfigyelő számára sajátos robbanásként észlelhető. A szétszakadó fehér törpe anyagának közel fele kirepül a térségből, míg a maradék a fekete lyukban végzi. A kataklizma bizonyos szempontból szupernóva-robbanásként is értelmezhető - noha különbözhet a szupernóvák fent említett mindkét csoportjától.

A szimuláció lépései. A fekete lyuk körül mozgó fehér törpe anyaga a bezuhanás közben felforrósodik, és a robbanás nyomán nagyságrendileg a fele eltávozik (az ábrán felfelé). A másik része a fekete lyukba hullik, illetve átmenetiletg egy forró korongot alkot körülötte (University of Santa Cruz)

A becslések alapján a jelenség nagyságrendileg százszor ritkább lehet, mint a fehér törpék "túlhízásához" kapcsolódó, korábban említett Ia-típusú robbanás - de a jövő távcsövei sok ilyet figyelhetnének meg. A jelenleg épülő LSST teleszkóp, a közeljövő egyik legnagyobb teljesítményű égboltfelmérő műszere például rendszeresen rögzíthetne ilyen jelenségeket. Ez érdekes információkkal szolgálhat a kevéssé ismert, közepes tömegű fekete lyukakról.