Het universum zit vol met spectaculaire en gewelddadige gebeurtenissen, maar weinigen zijn dramatischer dan een zwart gat dat een ster oplost. Dankzij geavanceerde computersimulaties zien wetenschappers nu op de voet hoe deze kosmische ramp eruit kan zien. Een groep astronomen, geleid door de theoretische astrofysicus Elias van het California Technology Institute (Caltech), heeft de dramatische laatste milliseconden gemodelleerd voor een neutronenster, de ongelooflijk dichte kern van een ster.
De resultaten van hun onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters, laten zien dat op deze laatste momenten het oppervlak van de ster lijkt te breken als de grond tijdens een aardbeving. Kort voordat de neutronenster verdwijnt in het zwarte gat, zullen enkele van de krachtigste impactgolven die we kennen naar buiten exploderen in een soort gewelddadige, laatste afscheid. Het werk van het onderzoeksteam voorspelt ook de soorten signalen die dit kosmische conflict de ruimte in kan sturen, waardoor astronomen deze mogelijk kunnen detecteren met telescopen op aarde of in de ruimte.
Voorheen dachten wetenschappers dat een neutronenster als een ei kon breken, maar ze hebben zich nooit afgevraagd of je de breuk kon horen. Uit de simulatie blijkt echter dat dit wel degelijk mogelijk is en dat deze geluidsgolven zelfs detecteerbaar kunnen zijn als radiogolven. De simulatie laat zien dat kort voor de neutronenster wordt opgeslokt door het zwarte gat, de enorme zwaartekracht ervan het oppervlak van de ster passeert, wat leidt tot gewelddadige stellaire aardbevingen en de productie van Alfvén-golven.
Deze golven worden vervolgens omgezet in een krachtige explosie, die een radiogolfburst genereert die bekend staat als een snelle uitbarsting van radiogolven (FRB). Het onderzoeksteam suggereert dat toekomstige radio-netwerken, zoals de Caltech Two Thousand Radio Networks in Nevada, gevoelig genoeg kunnen zijn om deze laatste explosies te detecteren. De simulatie onthult ook de mogelijke vorming van een zeldzaam, hypothetisch object dat bekend staat als een zwarte gatpulsar.
Deze zwarte gatpulsars duren slechts een fractie van een seconde, maar kunnen een korte explosie van zeer hoge energie of gammastralen uitstralen, wat een onmiskenbaar teken is van het gewelddadige einde van een ster volgens de nieuwe studie. Het fenomeen gaat verder dan bestaande modellen en biedt een dieper inzicht in de complexe fysica die optreedt wanneer een neutronenster als een ei breekt en wordt opgeslokt door een zwart gat.
Al met al laten deze simulaties zien hoe spectaculair en gewelddadig de interacties tussen sterren en zwarte gaten kunnen zijn in ons universum. Het is dankzij dit soort baanbrekend onderzoek dat we steeds meer leren over de intrigerende processen die zich afspelen in de verre uithoeken van de ruimte.
