Как на суперкомпьютере FUGAKU смоделировали рождение магнетара при столкновении нейтронных звёзд

Мгновенный взрыв мощи

Как сообщает НВ — Техно: 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.