Επιλεγμένα

Παλιρροϊκές παραμορφώσεις σε περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες δείχνουν νέοι υπολογισμοί

Από στις 31 Μάρτιος 2021

Θα μπορούσε μια μαύρη τρύπα να έχει παλίρροιες; Η κοινή άποψη είναι όχι, τέτοια πυκνά αντικείμενα είναι πολύ στερεά για να σχηματίσουν τέτοιες επιφανειακές παραμορφώσεις. Όμως ένας νέος θεωρητικός υπολογισμός βρίσκει ότι μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα μπορεί να αναπτύξει μια παλιρροϊκή διόγκωση (εξόγκωμα) σε ένα μη συμμετρικό ως προς άξονα βαρυτικό πεδίο. Ο Alexandre Le Tiec από Παρατηρητήριο του Παρισιού και ο Marc Casals από το Βραζιλιανό Ερευνητικό Κέντρο Φυσικής δείχνουν ότι οι συνθήκες αυτές θα μπορούσαν να προκύψουν κατά τη διάρκεια μιας συγχώνευσης μελανών οπών και ότι αυτή η διόγκωση θα πρέπει να επηρεάζει την περιστροφή της μαύρης τρύπας.

Η Γη αλλάζει το σχήμα της υπό την έλξη της Σελήνης και του Ήλιου. Η παραμορφωσιμότητα αυτή χαρακτηρίζεται από τον «παλιρροϊκό αριθμό Love» (TLN), που ονομάστηκε έτσι από το όνομα του μαθηματικού Augustus Love. Οι διάφοροι TLN περιγράφουν διαφορετικούς τύπους παλιρροϊκών αποκρίσεων. Ο τετραπολικός TLN της Γης, για παράδειγμα, έχει τιμή 0,3, ενώ η ίδια παράμετρος για ένα (λιγότερο παραμορφώσιμο) άστρο νετρονίων εκτιμάται ότι είναι γύρω στο 0,1.

Προηγούμενη εργασία καθόρισε ότι ο TLN είναι μηδέν για μια μη-περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα σε ένα στατικό παλιρροϊκό πεδίο. Όμως η κατάσταση είναι διαφορετική όταν το πεδίο αλλάζει με τον χρόνο και όταν η μαύρη τρύπα περιστρέφεται σε ένα μη-συμμετρικό πεδίο. Οι Le Tiec και Casals βρήκαν ότι μια μαύρη τρύπα που περιστρέφεται στο 10% του μέγιστου ρυθμού σε ένα μη-συμμετρικό πεδίο θα πρέπει να έχει τετραπολικό TLN 0,002. Αν και η τιμή είναι σχετικά μικρή, τέτοιες παλιρροϊκές παραμορφώσεις θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη δυναμική των συγχωνεύσεων των μελανών οπών. Για την περίπτωση μιας μαύρης τρύπας αστρικής μάζας που περιστρέφεται σπειροειδώς γύρω από μια περιστρεφόμενη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, οι ερευνητές βρήκαν ότι το παλιρροϊκό εξόγκωμα στο μεγαλύτερο αντικείμενο δημιουργεί μια ροπή που επιβραδύνει την περιστροφή της.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Spinning black holes fall in Love. Physical Review Letters.

Κωνσταντίνος Ζώκος

Κωνσταντίνος Ζώκος

Φυσικός, Δάσκαλος Φυσικής