¿Qué pasaría si un pequeño agujero negro (20 masas solares) se estrellara contra una estrella gigante como Betelgeuse?

Betelgeuse tiene una masa de aproximadamente 11,6 M☉ (+ 5 / −3,9 M☉) con un radio de 887 ± 203 R☉. Trabajemos con una masa de 11,6 M☉ y un radio de 887 R☉. Como el Sol es una esfera de 696.300 km, Betelgeuse es 887 veces eso, a 617.618.100 km. Se ha estimado que Betelgeuse tiene una densidad promedio de 1,69 × 10 [matemática] ^ {- 5} [/ matemática] kg / m [matemática] ^ {3} [/ matemática].

Por otro lado, un agujero negro de 20 M☉ tiene un radio de Schwarzschild de 55.06 km, lo que lo convierte en una esfera de influencia de 110,18 km dentro de la cual la velocidad de escape excede la velocidad de la luz. Dado el radio y la masa de Schwarzschild, podemos calcular la densidad promedio del agujero negro con (1,8 × 10 [matemática] ^ {16} [/ matemática] g / cm [matemática] ^ {3} [/ matemática] ) × (Msun / M) 2

(1,8 × 10 [matemática] ^ {16} [/ matemática] g / cm [matemática] ^ {3} [/ matemática]) × (1,989 × 10 [matemática] ^ {31} [/ matemática] kg / 20 M☉) 2 = 1,8 × 10 [matemática] ^ {14} [/ matemática] kg / m [matemática] ^ {3} [/ matemática]

Como la densidad promedio de Betelgeuse es increíblemente baja, mientras que la densidad promedio del agujero negro es tan alta, el agujero negro se abrirá paso a través de Betelgeuse, lo que lo interrumpirá en gran medida mientras el material cae de Betelgeuse sobre el agujero negro. Los dos cuerpos pueden comenzar una danza de atracción gravitacional donde lentamente caen en espiral hacia adentro a medida que el agujero negro acumula materia de Betelgeuse, o ambos cuerpos siguen su camino alegre, dejando a Betelgeuse interrumpido y el agujero negro un poco más grande. Las estrellas a menudo sobreviven encuentros con agujeros negros.

Se estima que la masa de Betelgeuse se encuentra en el rango de masa solar 10-20, por lo que esta es más una reunión de iguales. Además, las estrellas no chocan entre sí; entran en órbita alrededor de su centro de masa. Lo suficientemente cerca, y el material comienza a desprenderse de la gran atmósfera de Betelgeuse y se convierte en espiral en un disco de acreción alrededor del agujero negro. Puede llevar mucho tiempo, pero finalmente la estrella se desvanece. El disco de acreción se calienta mucho y puede haber un enfoque magnético del material y la expulsión de algo de energía. Hemos observado este tipo de cosas en astronomía de rayos X desde principios de la década de 1970.