16 december 2017

Een enkele ster kan meerdere zwarte gaten vormen

hypermassieve star collapse

Het instorten van een hypermassieve ster kan resulteren in de productie van meerdere zwarte gaten (in dit geval twee).

Zwarte gaten komen voor in verschillende vormen en maten. Je hebt kleine zwarte gaten met een stellaire massa, die gevormd worden bij de dood van massieve sterren. Daarnaast heb je ook supermassieve zwarte gaten, monsters die als anker fungeren voor de meeste sterrenstelsels. Kleine zwarte gaten kunnen na miljarden jaren groeien tot een supermassieve variant, door het opslokken van materiaal en het samensmelten met andere zwarte gaten. Probleem is echter dat heel snel na de oerknal al supermassieve zwarte gaten ontstaan zijn. Deze zouden veel te weinig tijd gehad moeten hebben om zo spectaculair te groeien.

Nu hebben onderzoekers van Caltech een model ontwikkeld dat zou moeten helpen dit probleem op te lossen. Bij dit model vormen hypermassieve sterren de hoofdrol – deze zeldzame en exotische sterren zouden gedurende een korte periode na de oerknal kunnen zijn ontstaan. In tegenstelling tot normale sterren, wordt de zwaartekracht bij hypermassieve sterren in toom gehouden door hun eigen stralingsdruk. Het is puur de druk van de fotonen die zorgt voor een evenwicht tussen de uitwaartse druk en de inwaartse zwaartekracht.

Na verloop van tijd zal een hypermassieve ster langzaam gaan afkoelen, als gevolg van energieverlies door middel van de fotonenstraling. Uiteindelijk zal de ster gaan samentrekken en gaan instorten. Voorgaande studies hebben uitgewezen dat dit soort sterren tijdens het samentrekken hun bolvorm behouden. Maar wat als deze sterren heel snel om hun as zouden draaien? In dat geval ontstaan er dichtheidsverschillen, die resulteren in massieve klonters binnen de ster (die bovendien in massa blijven toenemen).

Op dat moment komt een “interessant effect om de hoek kijken”. Als de ster blijft instorten, zal de temperatuur blijven toenemen. Uiteindelijk zal de temperatuur hoog genoeg zijn voor de productie van elektronen/positronen paren. Hierdoor zal de druk van de ster spectaculair gaan afnemen, hetgeen resulteert in een catastrofale implosie. Hierbij zullen de massieve klonters allemaal voldoende massa krijgen om een zwart gat te worden. Deze zwarte gaten zullen dan vervolgens gaan samensmelten tot een heel groot exemplaar. Nog lang niet groot genoeg om “supermassief” genoemd te worden, maar toch een stuk zwaarder dan een normaal exemplaar.

Het is voor het eerst dat natuurkundigen voorstellen dat een enkele ster m

Laat wat van je horen

*