Cum de unele stele din centrul galactic supraviețuiesc, iar altele sunt distruse?

Materia întunecată se poate acumula în interiorul unei stele compacte și poate forma o mică gaură neagră endoparazitară (EBH) în nucleul acesteia.

Într-o stea puternic magnetizată, gaura neagră în creștere comprimă și răsucește câmpul magnetic, care opune rezistență materiei ce cade spre interior și îi încetinește creșterea. Acest lucru poate preveni distrugerea stelei, un proces cunoscut sub numele de „transmutare oprită magnetic”.

• Ceva ascuns adânc sub suprafața exoplanetelor le-ar putea proteja de radiația cosmică
• Ceva neașteptat a fost găsit în scutul magnetic al planetei Saturn

Centrul galaxiei noastre este un loc extrem. În jurul găurii negre supermasive Sagittarius A, stelele sunt grupate dens într-o regiune în care gravitația, radiațiile și materia întunecată interacționează în moduri complexe. Este un laborator natural pentru testarea unora dintre cele mai profunde idei despre astrofizică. Totuși, această regiune prezintă o enigmă.

Stelele compacte sunt așteptate să acumuleze materie întunecată de-a lungul timpului, în special în astfel de medii dense. În condițiile potrivite, această acumulare poate declanșa formarea unei mici găuri negre chiar în centrul stelei. Odată formată, gaura neagră ar trebui să înceapă să crească prin acumularea materialului stelar din jur. Rezultatul așteptat este dramatic: steaua este consumată treptat din interior și, în cele din urmă, se prăbușește complet într-o gaură neagră.

Dacă acest tablou ar fi complet, multe stele compacte din centrul galactic ar fi trebuit să fie deja distruse. Însă observațiile sugerează contrariul.

Un mecanism unic

Un indiciu deosebit de interesant vine de la magnetarul PSR J1745-2900, situat remarcabil de aproape de Sagittarius A. Magnetarii sunt stele neutronice cu câmpuri magnetice extrem de puternice, iar acest obiect este atât puternic magnetizat, cât și stabil. Supraviețuirea sa nu este ușor de conciliat cu așteptarea unei distrugeri rapide provocate de creșterea unei găuri negre interne.

În același timp, există dovezi ale unei supraabundențe de pitice albe puternic magnetizate lângă centrul galactic. În schimb, pulsarii obișnuiți par să fie subreprezentați, o problemă de lungă durată adesea numită „problema pulsarilor lipsă”. Luate împreună, aceste observații sugerează că nu toate stelele au aceeași soartă. Ceva trebuie să influențeze rezultatul.

Un candidat natural este magnetismul. Stelele compacte pot găzdui unele dintre cele mai puternice câmpuri magnetice din univers. În multe medii astrofizice, se știe că acestea reglează modul în care se mișcă materia, în special în procesele de acreție (acumulare). Ele pot canaliza, redistribui sau chiar suprima fluxul de materie către obiectele compacte.

Centrul galaxiei noastre, un loc extrem

Aceasta ridică o posibilitate importantă: ar putea câmpurile magnetice să influențeze și creșterea unei găuri negre care se formează în interiorul unei stele? Într-o lucrare recentă publicată în The European Physical Journal C, această posibilitate a fost explorată în detaliu.

Ideea centrală este că, dacă o mică gaură neagră se formează în nucleul unei stele puternic magnetizate, aceasta nu crește în izolare. În schimb, este îngropată într-un mediu în care forțele magnetice sunt semnificative. Aceste câmpuri pot exercita presiune și tensiune care se opun fluxului de materie către gaura neagră. Ca urmare, procesul de acreție poate fi redus substanțial.

În acest scenariu, gaura neagră se poate forma în continuare, dar creșterea ei este efectiv încetinită sau chiar oprită. În loc de un proces scăpat de sub control în care steaua este inevitabil consumată, sistemul devine reglat. Steaua ar putea supraviețui pentru perioade mult mai lungi, rămânând potențial observabilă.

Un nou mod de a gândi despre găurile negre

Acest mecanism este numit transmutare oprită magnetic (MAT). Aceasta oferă o cale naturală de a înțelege observațiile contrastante din centrul galactic. Stelele cu câmpuri magnetice interne puternice, cum ar fi magnetarii sau piticele albe puternic magnetizate, pot fi protejate de distrugerea rapidă.

Câmpurile lor magnetice acționează ca o barieră care limitează creșterea oricărei găuri negre formate în interior. Pe de altă parte, stelele cu câmpuri magnetice mai slabe pot duce lipsă de această protecție, fiind mai vulnerabile în fața consumului intern, scrie Phys.org.

Această perspectivă oferă, de asemenea, un nou mod de a gândi despre găurile negre. Ele sunt adesea descrise ca fiind consumatori de materie. Totuși, mediul în care se află o gaură neagră poate juca un rol crucial. În sistemele puternic magnetizate, creșterea nu este garantată, ea poate fi suprimată chiar de condițiile care înconjoară gaura neagră.

Dacă magnetismul influențează ratele de supraviețuire, acesta ar putea modela întreaga populație de obiecte compacte observate lângă centrul galactic. Lipsa pulsarilor obișnuiți, supraviețuirea magnetarilor și prezența piticelor albe magnetizate ar putea fi toate conectate prin acest mecanism unic.

Vă mai recomandăm să citiți și:

O galaxie în care se formează stele emite vânturi cu viteze de peste 3 milioane de kilometri pe oră

Un sistem solar în devenire? Două planete, surprinse în formare în discul unei stele tinere

O migrație masivă de stele s-a întâmplat în galaxia noastră în urmă cu miliarde de ani

Astronomii au surprins activitatea violentă a unor stele pitice din apropierea noastră