Een team van wetenschappers, waaronder hoofdonderzoeker Ilya Mandel van het ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) aan de Monash University, heeft onlangs onderzocht wat er gebeurt met roterende massieve sterren wanneer ze het einde van hun leven bereiken.

Sterren produceren energie door lichtere elementen samen te smelten tot zwaardere in hun kern:waterstof in helium, dan helium in koolstof, zuurstof, enzovoort, tot ijzer. De energie die door deze kernfusie wordt geproduceerd, zorgt ook voor drukondersteuning in de ster, die de zwaartekracht in evenwicht houdt en de ster in evenwicht houdt.

Dit proces stopt bij ijzer. Voorbij ijzer, energie is nodig om fusie in stand te houden in plaats van vrij te komen door fusie. Een zware ijzeren sterkern trekt samen onder zwaartekracht, het creëren van een neutronenster, of als het zwaar genoeg is, een zwart gat. In de tussentijd, de buitenste lagen van de ster exploderen in een schitterende flits, waarneembaar als een supernova. Echter, sommige massieve sterren lijken volledig te verdwijnen zonder enige explosie. Theorieën suggereren dat deze massieve sterren volledig instorten tot zwarte gaten, maar kan dat?

Een team onder leiding van Ariadna Murguia-Berthier, een doctoraat kandidaat aan de University of California Santa Cruz, en waarbij OzGrav hoofdonderzoeker Ilya Mandel betrokken was, begonnen om deze vraag te beantwoorden. Ze waren vooral geïnteresseerd in het begrijpen of een roterende ster stilletjes in een zwart gat zou kunnen instorten.

In hun paper ingediend bij Astrofysische journaalbrieven , ze beschrijven een reeks simulaties die de ineenstorting van een roterende gaswolk in een zwart gat onderzoeken. Ze ontdekten dat als het gas in het begin te snel ronddraait, het kan niet efficiënt instorten; in plaats daarvan, het gas stopt in een donutachtige vorm rond de evenaar van het zwarte gat.

Het team veronderstelde dat de warmte die wordt gegenereerd door vallend gas dat in deze draaiende gasdoughnut botst, de buitenste lagen van de ster zal losmaken en een supernova-achtige explosie zal veroorzaken. Een klein percentage van alle sterren bleek ook langzaam genoeg te roteren - onder de drempel voor het optreden van dit gasblokkade - en zou, inderdaad, instorten in zwarte gaten stilletjes.

"Het is heel spannend om de algemene relativiteitstheorie samen te brengen, geavanceerde rekentechnieken, stellaire modellen, en de nieuwste waarnemingen om de vorming van zwarte gaten door massieve sterren te onderzoeken, ' zegt Mandel.