Un team di scienziati, tra cui il capo ricercatore Ilya Mandel dell'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) presso la Monash University, ha recentemente studiato cosa succede alle stelle massicce rotanti quando raggiungono la fine della loro vita.

Le stelle producono energia fondendo gli elementi più leggeri in quelli più pesanti nel loro nucleo:l'idrogeno in elio, poi l'elio in carbonio, ossigeno, e così via, fino al ferro. L'energia prodotta da questa fusione nucleare fornisce anche un supporto di pressione all'interno della stella, che bilancia la forza di gravità e permette alla stella di rimanere in equilibrio.

Questo processo si ferma al ferro. Oltre il ferro, l'energia è necessaria per sostenere la fusione piuttosto che essere rilasciata dalla fusione. Un nucleo di una stella di ferro pesante si contrae per gravità, creando una stella di neutroni, o se è abbastanza pesante, un buco nero. Nel frattempo, gli strati esterni della stella esplodono in un lampo brillante, osservabile come una supernova. Però, alcune stelle massicce sembrano scomparire completamente senza alcuna esplosione. Le teorie suggeriscono che queste stelle massicce collassino completamente in buchi neri, ma è possibile?

Un team guidato da Ariadna Murguia-Berthier, un dottorato di ricerca candidato all'Università della California Santa Cruz, e coinvolgendo l'investigatore capo di OzGrav Ilya Mandel, deciso di rispondere a questa domanda. Erano particolarmente interessati a capire se una stella rotante potesse collassare silenziosamente in un buco nero.

Nel loro documento presentato a Lettere per riviste astrofisiche , descrivono una serie di simulazioni che indagano sul collasso di una nube di gas rotante in un buco nero. Hanno scoperto che se il gas ruota troppo velocemente all'inizio, non può crollare in modo efficiente; Invece, il gas si blocca a forma di ciambella attorno all'equatore del buco nero.

Il team ha ipotizzato che il calore generato dalla caduta del gas che colpisce questa ciambella di gas rotante scioglierà gli strati esterni della stella e creerà un'esplosione simile a una supernova. È stato anche scoperto che una piccola percentuale di tutte le stelle ruota abbastanza lentamente, al di sotto della soglia per lo stallo di questo gas, e potrebbe, infatti, collassano in buchi neri in silenzio.

"È molto eccitante mettere insieme la relatività generale, sofisticate tecniche di calcolo, modelli stellari, e le ultime osservazioni per esplorare la formazione di buchi neri da stelle massicce, "dice Mandel.