Учёные впервые полностью смоделировали слияние нейтронных звёзд до образования чёрной дыры

Ученые из Института гравитационной физики Макса Планка при помощи суперкомпьютера Fugaku провели самую длительную и точную симуляцию слияния двух нейтронных звёзд.  Моделирование продолжалось 1,5 секунды в реальном времени и заняло 130 миллионов процессорных часов. Оно позволило впервые полностью проследить весь путь: от сближения до рождения чёрной дыры и формирования гигантского джета. В моделировании использовались только фундаментальные физические законы, ученые учли общую теорию относительности Эйнштейна, поведение плотного вещества, взаимодействие сильных магнитных полей и нейтринное излучение.

По сценарию симуляции, две нейтронные звезды с массами 1,25 и 1,65 солнечных масс совершают пять оборотов перед столкновением. Потеря энергии в виде гравитационных волн приводит к быстрому сближению. После столкновения образуется чёрная дыра, окружённая аккреционным диском. Магнитные поля в этом диске резко усиливаются и создают мощный выброс энергии вдоль оси вращения чёрной дыры. Именно такой механизм, по мнению исследователей, и порождает гамма-всплески.

Симуляция позволила спрогнозировать выбросы нейтрино и образование яркой вспышки, возникающей при выбросе богатого тяжёлыми элементами вещества в межзвёздную среду. 

Нейтронные звезды – это плотные и компактные останки звезд, образовавшиеся в результате взрыва сверхновой. Они состоят в основном из нейтронов и имеют очень сильные магнитные поля, а также могут чрезвычайно быстро вращаться.