De flesta massiva stjärnor föds i binärer (och ibland tredubblas, fyrdubblar, och så vidare). När stjärnorna åldras, de växer sig större i storlek med hundra- eller till och med tusenfaldig expansion. När stjärnor i binärer expanderar, delar av dem närmar sig den andra stjärnan i binären, vars gravitation sedan kan dra bort de yttre delarna av den expanderande stjärnan. Resultatet är massöverföring från en stjärna till en annan.

Vanligtvis, massan överförs gradvis. Men ibland, ju mer massa som överförs, desto mer massa dras av i en skenande process. De yttre lagren av en stjärna omger helt den andra i en fas som kallas det gemensamma höljet. Under denna fas, de två stjärnornas täta kärnor kretsar om varandra inne i molnet, eller kuvert, av gas. Gasen släpar på stjärnkärnorna, får dem att spiral in; detta värmer upp det gemensamma kuvertet, som kan bli utvisad. Kärnorna kan hamna mer än 100 gånger närmare än de började.

Denna gemensamma enveloppfas anses spela en avgörande roll för att bilda ultrakompakta objektbinärer, inklusive källor för gravitationsvågor; dock, processen är dåligt förstådd.

I en tidning som nyligen antogs till Astrofysisk tidskrift , Soumi De och medarbetare från ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) utforskade den gemensamma envelopfasen genom detaljerade datorsimuleringar. De använde vindtunnelmodeller där en stjärnkärna, en neutronstjärna eller ett svart hål drabbas av gasvinden, representerar dess bana genom höljet. Även om detta är en förenkling av den fullständiga tredimensionella fysiken i det gemensamma höljet, förhoppningen är att detta tillvägagångssätt gör det möjligt att förstå huvuddragen i problemet.

Du kan se en animation av en av modellerna här.

Medförfattare och OzGrav CI Ilya Mandel säger, "Resultaten avslöjade dragkrafterna och ansamlingshastigheten på det svarta hålet. Tillsammans dessa tillåter oss att förutsäga hur mycket det svarta hålet kommer att växa under den gemensamma kuvertfasen. Medan en naiv uppskattning tyder på att svarta hål borde få mycket massa under denna fas, vi finner att så inte är fallet, och de svarta hålen blir inte mycket tyngre. Och detta har viktiga konsekvenser för att förstå fusionshastigheterna och massfördelningarna av gravitationsvågskällor."