Когда нейтронные звезды сталкиваются, возникает новый космический объект, называемый остатком, окутанный множеством тайн. Учёные до сих пор пытаются разгадать, что происходит с этим остатком после слияния: станет ли он чёрной дырой и как быстро это может произойти.
Используя мощные суперкомпьютеры, исследователи смогли заглянуть внутрь этих загадочных объектов и понять, как они охлаждаются, главным образом через нейтринное излучение. Модели показывают, что остаток состоит из центрального ядра, окружённого раскалённым вращающимся диском. Если такой объект не коллапсирует в чёрную дыру, большая часть его энергии должна высвободиться в течение нескольких секунд после слияния.
Наблюдения за слиянием нейтронных звёзд дают уникальную возможность узнать, как ведёт себя ядерная материя в экстремальных условиях, которые невозможно воссоздать на Земле. Ядерная материя состоит из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе сильным взаимодействием. Учёных особенно интересует вопрос, может ли это взаимодействие предотвратить образование чёрных дыр.
В этом исследовании учёные сфокусировались на остатках слияния, которые не сразу превращаются в чёрные дыры. Они изучали, что происходит с новыми объектами в первые мгновения после их формирования. Эти данные могут помочь найти астрономические сигналы, которые дадут ответы на вопросы о слияниях нейтронных звёзд и процессе образования чёрных дыр.
Команда учёных из Университета штата Пенсильвания использовала суперкомпьютеры для моделирования остатков слияния, учитывая гидродинамику и нейтринное излучение в контексте общей теории относительности. Они также изучили, как остатки охлаждаются с помощью нейтрино.
В исследовании использовались вычислительные мощности из Национального вычислительного центра Министерства энергетики США, Суперкомпьютерного центра Лейбница в Германии и Института вычислений и данных Университета штата Пенсильвания.
Результаты показали, что после слияния нейтронных звёзд остаётся центральный объект, который удерживает большую часть массы системы, окружённый горячим и быстро вращающимся диском. Этот диск содержит меньшую часть массы, но большую часть углового момента. В отличие от обычных звёзд, температура на поверхности остатка выше, чем в ядре, поэтому не ожидается, что он будет генерировать конвективные потоки при охлаждении нейтрино.
