Мгновенный взрыв мощи
Учёные смогли подробно проследить, что происходит в момент столкновения пары нейтронных звёзд. Используя вычислительные ресурсы японского суперкомпьютера FUGAKU, физики смоделировали процесс слияния двух нейтронных звёзд с общей массой, не превышающей предел Оппенгеймера — Волкова. Итогом такого столкновения становится формирование магнетара — объекта с магнитным полем, превосходящим лабораторные земные аналоги примерно в 100 тысяч раз.
Открытие новых механизмов усиления магнитного поля
В ходе исследования выяснилось, что магнитное поле вновь образованной звезды может за одну мс увеличиваться более чем в 300 раз. Это связано с развитием турбулентности в веществе звезды, вызванной гидродинамической нестабильностью Кельвина — Гельмгольца. Примечательно, что около 1% всех нейтронных звёзд — это магнетары, обладающие магнитным полем в тысячу раз сильнее обычных нейтронных звёзд.
Если суммарная масса пары превышает примерно 2,6 солнечных масс, итогом столкновения становится чёрная дыра. При массе ниже этого порога формируется крупная нейтронная звезда. В симуляции, проведённой на FUGAKU, начальное магнитное поле каждой нейтронной звезды было задано на уровне 3 триллионов гаусс — это чрезвычайно сильное поле.
Полученные результаты могут существенно изменить представления о физических процессах, которые протекают при слиянии нейтронных звёзд и приводят к появлению магнетаров. Эти объекты считаются источниками быстрых радиовсплесков и интенсивных гамма-вспышек, что делает исследование особенно значимым для астрофизики и космических наук.
Моделирование на суперкомпьютере FUGAKU открывает новые возможности для изучения сложных явлений, сопровождающих столкновения нейтронных звёзд.
Поскольку магнетары играют ключевую роль в мощных астрономических событиях, таких как гамма-вспышки, данные исследования важны для будущих космических наблюдений и развития теоретических моделей эволюции звёзд. Это подчёркивает значимость современных вычислительных технологий для расширения наших знаний о Вселенной.
Важность изучения магнетаров становится ещё более очевидной на фоне недавних открытий, связанных с их образованием. Например, долгий рентгеновский всплеск, который наблюдался после слияния нейтронных звёзд, может предоставить дополнительные данные о механизмах, приводящих к появлению этих загадочных объектов. Такие исследования помогают глубже понять процессы, происходящие во Вселенной.