La mayoría de las estrellas masivas nacen en binarios (y a veces triples, cuadruplica, etcétera). A medida que las estrellas envejecen aumentan de tamaño en una expansión de cien o incluso mil veces. Cuando las estrellas en binarios se expanden, partes de ellos se acercan a la otra estrella en el binario, cuya gravedad puede entonces arrancar las porciones exteriores de la estrella en expansión. El resultado es la transferencia de masa de una estrella a otra.

Generalmente, la masa se transfiere gradualmente. Pero a veces, cuanta más masa se transfiera, cuanta más masa se extrae en un proceso descontrolado. Las capas externas de una estrella rodean completamente a la otra en una fase conocida como envoltura común. Durante esta fase, los densos núcleos de las dos estrellas orbitan entre sí dentro de la nube, o sobre, de gas. El gas arrastra los núcleos estelares, haciendo que entren en espiral; esto calienta el sobre común, que puede ser expulsado. Los núcleos pueden terminar más de 100 veces más cerca de lo que comenzaron.

Se cree que esta fase de envolvente común juega un papel crucial en la formación de binarios de objetos ultracompactos, incluidas las fuentes de ondas gravitacionales; sin embargo, el proceso es poco conocido.

En un trabajo aceptado recientemente al Diario astrofísico , Soumi De y colaboradores del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) exploraron la fase de envolvente común a través de simulaciones por computadora detalladas. Utilizaron modelos de túnel de viento en los que un núcleo estelar, una estrella de neutrones o un agujero negro es golpeado por el viento de gas, que representa su órbita a través de la envoltura. Si bien esto es una simplificación de la física tridimensional completa de la envolvente común, la esperanza es que este enfoque permita comprender las características clave del problema.

Puedes ver una animación de uno de los modelos aquí.

El coautor y OzGrav CI Ilya Mandel dice:"Los resultados revelaron las fuerzas de arrastre y la tasa de acreción en el agujero negro. Juntos, estos nos permiten predecir cuánto crecerá el agujero negro durante la fase de envolvente común. Si bien una estimación ingenua sugiere que los agujeros negros deberían ganar mucha masa durante esta fase, encontramos que ese no es el caso, y los agujeros negros no se vuelven mucho más pesados. Y esto tiene importantes consecuencias para comprender las tasas de fusión y las distribuciones de masa de las fuentes de ondas gravitacionales ".