Космос

Астрофизики уничтожают виртуальные звезды, чтобы симулировать рождение черных дыр

Лайнуть/Поделиться

Ни одна настоящая звезда не пострадала…

Используя ресурсы одного из самых быстрых суперкомпьютеров в мире, астрофизики из Австралии смоделировали последние дни очень больших звезд с массами, многократно превышающими массы Солнца. Их моделирование дает новое ценное представление о том, как массивные звезды заканчиваются взрывом, когда они взрываются в событиях сверхновых, и как черные дыры и нейтронные звезды поднимаются из пепла.

Космический хаос внутри компьютерного чипа

Ультрасовременный суперкомпьютер OzSTAR в Технологическом университете Суинберна сократил числа для различных симуляций, которые моделировали коллапс ядра трех звезд. Эти виртуальные звезды в 39, 20 и 18 раз массивнее Солнца соответственно.

Когда такие массивные звезды достигают конца своих жизненных циклов, они обычно испытывают сверхновую с коллапсом ядра. Когда это происходит, они превращаются в одни из самых ярких объектов во вселенной. И после этого они готовы стать нейтронными звездами или черными дырами. Кстати, читайте также про нейтронные звезды, которые немного недоросли до черных дыр.

Эта чрезвычайно драматическая звездная смерть также порождает гравитационные волны, чья подпись может информировать астрофизиков о том, как рождаются как черные дыры, так и нейтронные звезды – это было главной целью этого моделирования.

Например, в 2017 году  астрономы обнаружили космическое катастрофическое событие: слияние двух нейтронных звезд 130 миллионов лет назад. Сила столкновения была настолько сильна, что буквально потрясла ткань пространства-времени, создавая гравитационные волны, которые в конечном итоге достигли Земли, где они были обнаружены. Две нейтронные звезды либо слились в огромную одиночную нейтронную звезду, либо упали в черную дыру.

3D-рендеринг сверхновой звезды с коллапсом ядра.
Предоставлено: Бернхард Мюллер, Университет Монаш.

Но для того, чтобы обнаружить различия сверхновых коллапса ядра от гравитационных волн, ученые должны знать, как будут выглядеть такие сигналы. Новое моделирование смоделировало сложную физику, сообщая ученым, какие сигналы им следует ожидать в своих детекторах при взрыве звезды.

«Наши модели в 39, 20 и 18 раз массивнее нашего Солнца. Модель с 39 солнечными массами важна, потому что она вращается очень быстро, и большинство предыдущих длительных симуляций сверхновой и коллапса ядра не включают в себя эффекты вращения», – сказала Джейд Пауэлл, научный сотрудник OzGrav.

Согласно результатам, которые были описаны в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, две самые массивные виртуальные звезды генерировали взрывы, приводимые в действие нейтрино, тогда как самая маленькая виртуальная звезда вообще не взрывалась.

Такие звезды, которые не имеют полностью сверхновой, излучают гравитационные волны с более низкой амплитудой, но их частота все еще находится в пределах обнаруживаемых диапазонов используемых в настоящее время детекторами.

Результаты также свидетельствуют о том, что взрывающиеся звезды, создающие большие амплитуды гравитационных волн, могут быть обнаружены детекторами следующего поколения, такими как предстоящий телескоп Эйнштейна.

«Мы впервые показали, что вращение изменяет связь между частотой гравитационных волн и свойствами вновь образующейся нейтронной звезды», – объясняет Пауэлл.

DOI: 10.1093/mnras/staa1048


Вас также может заинтересовать:

Редакция

Метки: звезда

Недавние публикации

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024

Слоны называют друг друга по именам, согласно новому исследованию

Ученые выяснили, что слоны, одни из немногих животных, которые могут узнавать себя в зеркале, называют… Читать далее

17/06/2024

Предсказательная сила эволюционной биологии

Кратко: Эволюционная биология демонстрирует свою предсказательную мощь на примере голого землекопа. В 1974 году Ричард… Читать далее

07/06/2024

Объем головки полового члена связан с преждевременной эякуляцией

Пожизненная(врожденная) преждевременная эякуляция чаще встречается у людей с большим объемом головки полового члена. Таковы результаты… Читать далее

24/05/2024

Прием пробиотиков влияет на принятие социальных решений

Бактерии в кишечнике влияют на чувство справедливости. Исследование, опубликованное в журнале PNAS Nexus в этом… Читать далее

18/05/2024