I buchi neri sono tra gli oggetti più sfuggenti dell'universo, ma la ricerca del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) suggerisce che i nuclei rimanenti delle stelle bruciate potrebbero essere la chiave per fare la prima osservazione della classe più sfuggente di buchi neri.

La ricerca ha esplorato se una nana bianca dormiente, a volte indicata come una stella "zombi", potrebbe riaccendersi se avesse un incontro ravvicinato con un buco nero di massa intermedia. Sebbene esistano dati per corroborare l'esistenza di buchi neri supermassicci, non ci sono state osservazioni confermate di buchi neri nella classe intermedia, che variano nel formato da 100 a 100, 000 masse solari. Questa classe intermedia, il gruppo di ricerca ha postulato, potrebbe offrire la giusta quantità di forza gravitazionale per riaccendere una nana bianca prima che venga fatta a pezzi.

Il team ha eseguito simulazioni al supercomputer di dozzine di diversi scenari di incontro ravvicinato per testare questa teoria. Non solo hanno scoperto che un incontro ravvicinato avrebbe riacceso la stella un tempo morta, ma hanno visto prove che il processo potrebbe creare significative energie di onde elettromagnetiche e gravitazionali che potrebbero essere visibili dai rilevatori nell'orbita vicina alla Terra. La ricerca è stata pubblicata nel numero di settembre del Giornale Astrofisico .

"È stato emozionante vedere che la star degli zombi si è riaccesa in ciascuno degli scenari di incontro ravvicinato che abbiamo visto, " ha detto il fisico LLNL Peter Anninos, autore principale della carta. "Ma ciò che ha davvero catturato la mia immaginazione è stata l'idea che questi eventi energetici potessero essere visibili. Se le stelle si allineano, per così dire, una stella zombie potrebbe fungere da punto di riferimento per una classe di buchi neri mai rilevata prima".

Le simulazioni hanno mostrato che la materia stellare si fondeva in quantità variabili di calcio e ferro, a seconda di quanto la stella è passata vicino al buco nero. Più vicino è il passo, più efficiente è la nucleosintesi, e maggiore è la produzione di ferro. Tutto detto, la ricerca suggerisce che un incontro ravvicinato "ottimale" potrebbe fondere fino al 60 percento della materia stellare in ferro. Questa conversione di massa di picco ha avuto luogo con una nana bianca che passava a una distanza di due o tre raggi di buchi neri.

"I fenomeni di allungamento possono essere molto complicati, " ha detto il fisico Rob Hoffman LLNL, coautore sulla carta. "Immagina una stella sferica che si avvicina a un buco nero. Mentre si avvicina al buco nero, le forze di marea iniziano a comprimere la stella in una direzione perpendicolare al piano orbitale, riaccendendolo. Ma all'interno del piano orbitale, queste forze gravitazionali allungano la stella e la fanno a pezzi. È un effetto concorrente".

La ricerca precedente ha simulato le forze di marea sulle stelle nane bianche, ma i calcoli in questo studio sono le prime simulazioni completamente relativistiche che modellano la nucleosintesi nel riaccendere le stelle nane bianche. Sono anche le simulazioni a più alta risoluzione fino ad oggi della nucleosintesi all'interno del nucleo di una stella nana bianca disgregata dalle maree, dove si verificano le reazioni più forti.

"L'intero progetto è stato reso possibile dai nostri studenti estivi e postdoc, " ha detto Anninos. "Stiamo tutti per formare la prossima generazione di fisici, e questo tipo di progetto consente ai ricercatori all'inizio della carriera la possibilità di spiegare le ali ed eseguire alcune simulazioni pesanti".