• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 июня, 10:08
Людмила Соколова
4 147

Слияние нейтронных звезд породило черную дыру и гамма-всплеск

❋ 4.5

Астрофизики показали, что черная дыра, рожденная в результате слияния нейтронных звезд разной массы, может испускать мощный джет, по яркости сопоставимый с короткими гамма-всплесками — самыми быстрыми и яркими вспышками во Вселенной.

Визуализация моделирования, подтверждающая образование черной дыры и джета после слияния нейтронных звезд разной массы. Синее и зеленое облако на изображении — это плотность вещества, окружающего черную дыру. Фиолетовыми линиями обозначены магнитные поля, а зелеными стрелками — джет. Увеличенный фрагмент внизу — область, где зарождается джет. / © Kota Hayashi / Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)

Одни из самых экстремальных объектов в космосе — нейтронные звезды — представляют собой очень плотные остатки светил, образовавшиеся в результате взрывов сверхновых. Масса этих космических тел может превышать 2,1-2,3 солнечной массы, а их слияние, сопровождающееся излучением гравитационных волн, приводит к формированию более массивной нейтронной звезды или черной дыры.

Поскольку заглянуть внутрь этих звездных остатков нельзя — впрочем, как и воспроизвести их слияние в лабораторных условиях (из-за колоссальных плотностей и давления), — в основе большинства теоретических исследований лежат методы численного моделирования, включая решения уравнений Общей теории относительности. Именно с их помощью астрофизики предсказали и зафиксировали гравитационно-волновые сигналы, испускаемые при слиянии нейтронных звезд.

Чтобы узнать, может ли только что рожденная в результате слияния черная дыра испускать чрезвычайно яркие джеты — узконаправленные потоки энергии, — авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, разработали на японском суперкомпьютере Fugaku самую детальную и подробную модель этой космической драмы. Слияние подобных систем наблюдалось в 2019 году (событие GW190425), однако тогда черная дыра образовалась слишком быстро и ученые не смогли зафиксировать четкий электромагнитный сигнал.

Теперь исследовательская группа под руководством Кота Хаяши (Kota Hayashi) из Института Макса Планка (Германия) и Института теоретической физики Юкавы (Япония) выяснила: столкновение нейтронных звезд разной массы действительно может привести к формированию аккреционного диска и запуску мощного джета. Светимость джета при этом сопоставима с гамма-всплесками — масштабными вспышками электромагнитного излучения, возникающими при взрывах сверхновых или слияниях компактных объектов.

Результаты моделирования показали, что звездные останки массой 1,25 и 1,65 солнечной массы породили черную дыру, окруженную вихревым аккреционным диском. И, что особенно важно, примерно через треть секунды после слияния вдоль оси вращения космического «монстра» сформировался джет, а его яркость превысила светимость Солнца примерно в 2,6 квадриллиона раз.

Таким образом, астрофизики заключили, что условия для джета можно получить при немедленном коллапсе, то есть даже без промежуточной нейтронной звезды — для этого достаточно массивного аккреционного диска и устойчивого магнитного поля. 

Хотя в научной работе учитывали магнитные поля, гравитационные волны, нейтронное излучение и турбулентность, она не моделирует ускорение джета до ультрарелятивистских скоростей, необходимых для наблюдаемых гамма-всплесков. Тем не менее, если в будущем ученые смогут «поймать» гравитационные волны от подобных событий и зафиксировать гамма-всплеск, модель сможет получить подтверждение.

«Это только начало. Мы создали теоретическую основу, так что впереди нас ждут эксперименты, наблюдения и новые симуляции», — подытожил Хаяши.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
31 июля, 10:18
Игорь Байдов

На большинстве древних тел кожа практически не сохраняется, ведь после смерти человека разложение мягких тканей происходит относительно быстро. Поэтому подавляющее большинство древних останков представлено только костями. Но есть исключение — например, искусственное бальзамирование или вечная мерзлота, которая создает почти идеальные условия для консервирования мягких тканей, в том числе кожи. Она помогла сохранить тело женщины, жившей в горах Алтая более 2000 лет назад, а также редчайшие свидетельства духовной жизни кочевников.

31 июля, 13:49
Илья Гриднев

Биологи разработали новый метод выращивания мышечной ткани, которая по структуре и функциям значительно ближе к натуральному мясу. Подход позволил получить более толстые, зрелые и способные к сокращению мышечные волокна, что решит одну из проблем в создании культивируемой говядины.

31 июля, 17:46
Людмила Соколова

Ученые из Лестерского университета (Великобритания) выяснили, что развивающиеся в неблагоприятных условиях личинки наездников Nasonia vitripennis — паразитических ос семейства Pteromalidae — во взрослом возрасте старели медленнее.

30 июля, 18:00
Александр Березин

Квантовую механику активно применяют не только в науке, но и при некоторых расчетах, связанных с работой электроники. Несмотря на заметные практические результаты, эта отрасль науки не имеет единых взглядов на то, как на самом деле устроена та самая физическая реальность, которую квантовая механика призвана описывать.

31 июля, 08:28
Полина Меньшова

Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.

30 июля, 15:10
Татьяна Пичугина

В древней истории скифы занимали значительное место. Их внешность и обычаи подробно описал Геродот. Скифские курганы распространены по всей Евразийской степи — от Внутренней Монголии до севера Причерноморья. Одна из характерных черт материальной культуры — знаменитый звериный стиль. Археология не дала убедительных ответов на вопросы о происхождении скифов, а также о том, кто их прямые потомки. Ученые возлагают надежды на палеогенетику.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

22 июля, 14:44
ФизТех

Команда исследователей из Сколтеха, МФТИ, Института искусственного интеллекта AIRI и других научных центров разработала метод, позволяющий не просто отличать тексты, написанные человеком, от сгенерированных нейросетью, но и понимать, по каким именно признакам классификатор принимает решение о том, является ли текст генерацией или нет.  Анализируя внутренние состояния глубоких слоев языковой модели, ученые смогли выделить и интерпретировать численные признаки, отвечающие за стилистику, сложность и «степень уверенности» текста.

18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно