Что происходит с остатками слияний нейтронных звезд?

После столкновения нейтронных звезд возникает новый небесный объект, называемый остатком, окутанный тайной. Ученые до сих пор разгадывают его секреты, в том числе вопрос о том, превратится ли он в черную дыру и как быстро это может произойти.

Ученые из Университета штата Пенсильвания использовали суперкомпьютерное моделирование с помощью общей релятивистской нейтринно-радиационной гидродинамики, чтобы понять внутреннюю структуру этих остатков слияния нейтронных звезд. Они также изучили, как остаток охлаждается, испуская нейтрино.

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 гипотетическое вещество, состоящее из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе сильной силой. Особый интерес для ученых представляет вопрос, может ли давление сильных сил остановить образование черных дыр.

Для исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal, ученые использовали вычислительные ресурсы Национального центра научных вычислений Министерства энергетики, Суперкомпьютерного центра Лейбница (Германия) и Института вычислений и науки о данных при Пенсильванском государственном университете.

Исследователи обнаружили, что остатки слияния нейтронных звезд состоят из центрального объекта, наделенного большей частью массы системы, окруженного кольцом горячей материи, находящейся в быстром вращении и содержащей малую долю массы, но большую долю углового момента.

В отличие от большинства звезд, внутренний остаток имеет более высокую температуру на своей поверхности, чем в ядре, поэтому не ожидается образования конвективных шлейфов при охлаждении остатка за счет испускания нейтрино.

Это исследование является отправной точкой для выявления астрономических сигналов, которые могут помочь ответить на вопросы о нейтронных звездах и образовании черных дыр.