

在德国马克斯·普朗克天体物理学研究所,虚拟恒星们在与一个模拟黑洞的搏斗中为生存而战。黑洞的引力将这些恒星拉伸、扭曲并撕裂——在某些情况下,将它们完全分解成一缕缕的气体。
黑洞是太空中密度极高的地方,引力如此之强,以至于连光都无法逃脱。由于黑洞是看不见的,因此需要配备特殊工具的空间设备来帮助天文学家在宇宙中定位这些自然力量。模拟有助于天文学家理解这些看不见的庞然大物。
这项由该研究所的研究员、理论天体物理学家 Ryu Tae-ho 领导的模拟,将八颗不同大小和密度的恒星送向一个黑洞。这个虚拟的虚空以比太阳重 100 万倍的质量吸引着这些恒星。这些恒星的大小从太阳质量的十分之一到 10 倍不等,每颗恒星与黑洞的引力都有不同的相互作用。恒星遵循一个 U 形轨迹,最接近黑洞时距离为 2400 万英里,此时黑洞的引力开始产生重大影响。

一些模拟恒星被完全撕裂,在远离黑洞时无法重新聚合。然而,另一些则只受到部分干扰,它们自身的引力在远离黑洞时将恒星重新拉拢在一起。恒星重新聚合的能力在一定程度上取决于模拟恒星的质量,而在更大程度上取决于它们的内部密度。
该团队还研究了影响模拟恒星及其保持或恢复形状能力的其它因素,包括不同的黑洞质量以及恒星接近黑洞的方式。每个因素对潮汐瓦解(即将恒星撕裂成一缕缕气体)都产生了不同的影响。
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这项模拟是首次将爱因斯坦的广义相对论与具有真实内部结构模拟恒星的影响相结合。此类虚拟模拟有助于天文学家更深入地理解和更清晰地描绘这些灾难性相互作用在宇宙中的发生情况。