Наука

Newswise — В результате столкновения нейтронных звезд появляется новый небесный объект, называемый остатком, окутанный тайной. Ученые до сих пор разгадывают его тайны, в том числе вопрос о том, коллапсирует ли он в черную дыру и как быстро это может произойти. С помощью передового суперкомпьютерного моделирования ученые углубились во внутреннюю структуру этих остатков и исследовали процесс их охлаждения, в первую очередь за счет выбросов нейтрино. Эти находки показывают центральный объект, окруженный быстро вращающимся кольцом горячей материи. Если этим остаткам удастся избежать коллапса, ученые ожидают, что они высвободят большую часть своей внутренней энергии в течение нескольких секунд после формирования.

Влияние

Наблюдая за слиянием нейтронных звезд в космосе, ученые получают представление о том, как ведет себя ядерная материя в экстремальных условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле. Ядерная материя — это гипотетическая субстанция, состоящая из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе сильной силой. Особый интерес для ученых представляет вопрос, может ли давление сильного взаимодействия остановить образование черных дыр. В этом исследовании ученые сосредоточились на том, что происходит после того, как нейтронные звезды сливаются, но не становятся черными дырами. Исследование изучило раннюю эволюцию нейтронных звезд, всего через несколько мгновений после их создания. Это исследование является отправной точкой для выявления астрономических сигналов, которые могли бы помочь ответить на вопросы о нейтронных звездах и образовании черных дыр.

Краткое содержание

Ученые из Университета штата Пенсильвания использовали суперкомпьютерное моделирование с общерелятивистской гидродинамикой нейтринного излучения, чтобы понять внутреннюю структуру остатков слияния нейтронных звезд. Они также изучили, как остаток остывает, испуская нейтрино. В этой работе использовались вычислительные ресурсы, доступные в Национальном научно-исследовательском вычислительном центре энергетических исследований Министерства энергетики, Суперкомпьютерном центре Лейбница в Германии и Институте вычислений и науки о данных Пенсильванского государственного университета.

Исследование показало, что остатки слияния нейтронных звезд состоят из центрального объекта, наделенного большей частью массы системы, окруженного кольцом горячей материи, находящейся в быстром вращении, которое содержит небольшую долю массы, но большую долю углового момента. В отличие от большинства звезд, внутренний остаток имеет более высокую температуру на поверхности, чем в ядре, поэтому не ожидается образования конвективных шлейфов, поскольку остаток остывает за счет испускания нейтрино.

Финансирование

Это исследование в основном финансировалось Управлением науки Министерства энергетики по программе ядерной физики. Дополнительное финансирование было предоставлено Национальным научным фондом и Европейским Союзом.