Приливное разрушение звёзд: рекомбинация раздувает обломки в десятки раз
Астрофизики впервые детально изучили, как химические процессы в обломках звезды, разорванной черной дырой, влияют на их дальнейшую эволюцию. Исследование опубликовано на arXiv и основано на трехмерных гидродинамических симуляциях с реалистичным уравнением состояния.
При приливном разрушении звезда растягивается гравитацией черной дыры в длинный поток, который адиабатически остывает. С падением температуры в газе начинаются химические реакции, выделяющие тепловую энергию. Ранее этот эффект не учитывался при моделировании ранних стадий события.
Расчеты показали, что уже через несколько дней после разрушения энергия от рекомбинации водорода и формирования молекул H2 заставляет толщину потока нарастать гораздо быстрее, чем предсказывали старые модели. В связанной части обломков этот процесс останавливает сжатие потока под действием собственной гравитации до того, как газ достигнет апоцентра — самой удаленной точки орбиты.
В результате максимальная толщина потока увеличивается в несколько раз для наиболее связанного вещества и в десятки раз для почти параболических орбит. К моменту пика скорости падения массы обратно на черную дыру она достигает примерно 30 радиусов исходной звезды.
Авторы также оценили светимость, генерируемую рекомбинацией в несвязанных обломках, и рассмотрели возможное влияние неидеальных магнитогидродинамических эффектов. Эти факторы могут добавить дополнительный источник излучения, который стоит учитывать при интерпретации наблюдений.
Новые результаты дают физически обоснованные начальные условия для моделирования поздних стадий приливных разрушений. Это открывает путь к более последовательному объяснению наблюдаемого излучения от таких событий и помогает уточнять параметры черных дыр, разрывающих звезды.
