¿Puede un sistema estelar binario crear un agujero negro estacionario?

Las investigaciones de los últimos 200 años sugieren que la mitad o más de las estrellas visibles forman parte de múltiples sistemas estelares.

Pido disculpas por la cantidad de suposiciones en mi pregunta pero, debido a la cantidad de sistemas binarios involucrados, siento que esta pregunta del tipo "qué pasaría si" puede ser un resultado físico plausible en algunos sistemas estelares binarios.

Suponga que ambas estrellas nacieron al mismo tiempo, con aproximadamente la misma masa, pero girando en direcciones opuestas. No sé lo suficiente sobre la evolución estelar para decir si esto es factible, pero sabemos que existen sistemas de estrellas binarias y deben tener alguna posibilidad, con el tiempo, de alcanzar valores de momento angular similares, ocasionalmente en direcciones de rotación opuestas.

Mis preguntas son, suponiendo que estén lo suficientemente cerca, ¿resultará esto eventualmente en una desaceleración en sus rotaciones, seguida de un bloqueo de marea mutuo?

Si esto ocurre, y la masa de al menos una estrella es lo suficientemente grande, ¿podríamos tener una estrella de neutrones estacionaria o un agujero negro?

Me doy cuenta de que el proceso de creación de la estrella densa ocurrirá después de una explosión de supernova, que muy probablemente vaporizará a la otra estrella del sistema.

Observo que hay preguntas relacionadas, como Binary Star System , pero no puedo ver inmediatamente un duplicado de mi pregunta.

Se esperaría que las estrellas binarias se formaran a partir de una sola nube de gas que tuviera cierto momento angular, ya que se orbitan entre sí. Por lo tanto, el sistema binario tendría que mantener ese impulso. Sería poco probable que pudieran combinarse en algo que tuviera un momento angular cero.
Tal vez la terminología, pero para ser claros, un agujero negro con momento angular es estacionario. Sin es estático. Todo después de que se establezcan en sus estados de equilibrio. El caso estacionario es la solución de Kerr, con rotación. El caso estático es el agujero negro de Schwarzchild esféricamente simétrico y no giratorio. Y sí, es posible tener una rotación cero pero muy poco probable porque la rotación orbital poco antes de que colapsen es enorme, están acelerando rápidamente hasta casi c; requiere un ajuste muy fino para que todo llegue a cero. Las simulaciones dan diferentes resultados específicos para contrarrotación a co-rotación
@BobBee gracias Bob, olvidé alguna terminología GR básica pero importante.

Respuestas (2)

Estoy seguro de que un agujero negro final exactamente sin espín es teóricamente posible, pero sería un ajuste muy, muy preciso, similar a equilibrar un lápiz en su punta.

Además, es poco probable que su configuración produzca un agujero negro sin espín, porque cuando ocurre la fase de inmersión de la fusión, las estrellas caerán repentinamente de la órbita estable más interna y no tendrán tiempo de hacer una órbita completa. Esto significa que el momento angular y lineal de las ondas gravitacionales radiadas será asimétrico, lo que significa que el agujero negro final adquirirá un momento angular y un momento adicionales durante la caída.

Trataré de tener cuidado de distinguir entre rotación orbital y giro. El requisito para un acabado sin giro es que la suma de los momentos orbital y angular del material que queda sea cero.
Incluso en la física clásica esto es claramente imposible con masas iguales y en ausencia de pérdida de masa debido a las supernovas (lo que impediría aún más la ecualización del espín). Esto se debe a que el momento angular orbital aumenta con el radio orbital y, con el mismo tamaño de estrella, esto implica que la velocidad de giro en un radio dado tendría que exceder la velocidad orbital en ese radio, por lo que las estrellas simplemente se desintegrarían. Las ondas gravitacionales en la unión final serían asimétricas (según lo declarado por Jerry Schirmer). Mi expectativa es que, aunque las velocidades aún aumentan, las ondas gravitacionales reducen el momento angular, pero es posible que me haya equivocado en alguna parte; ¿Quizás Jerry Shirmer validará este resultado contrario a la intuición? Por supuesto, los valores bajos son posibles con estrellas muy desiguales,
Un punto pedante, quizás, pero (aparte de como una construcción teórica) no estoy familiarizado con el valor cero; sin embargo, con la excepción de Heisenberg, es posible que el momento angular final de un sistema estelar asimétrico sea más pequeño que cualquier valor finito que pueda especificar.