İkili nötron yıldızı birleşmeleri, ağırlıklı olarak nötronlardan oluşan iki çok yoğun yıldız kalıntı arasındaki kozmik çarpışmalar, büyüleyici altta yatan fizikleri ve olası kozmolojik sonuçları nedeniyle çok sayıda astrofizik çalışmasının konusu olmuştur. Bu olayları simüle etmeyi ve daha iyi anlamayı amaçlayan önceki çalışmaların çoğu, Einstein’ın nötron yıldızı birleşmeleri sırasında mevcut olacaklar gibi aşırı koşullar altında genel görelilik denklemlerini çözmek için tasarlanmış hesaplama yöntemlerine dayanıyordu.
Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nde (Albert Einstein Enstitüsü), Yukawa Teorik Fizik Enstitüsü, Chiba Üniversitesi ve Toho Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, son zamanlarda en uzun-yoğunlukta birleşme, yüksek yoğunluklu konular arasındaki etkileşimleri modellemek için bir çerçeve kullanarak, bugüne kadar en uzun simülasyon, yüksek yoğunluklu konular, yüksek yoğunluklu konular arasında bilinen bir çerçeve kullandılar, Magnetohidrodinamik (MHD) çerçevesi.
Simülasyonları, Fiziksel İnceleme Mektuplarıbirleşmeden manyetik olarak egemen bir jetin ortaya çıkmasını ve ardından ikili nötron yıldız sisteminin kara deliğe çökmesini ortaya çıkarır.
Paper’ın ilk yazarı Kota Hayashi, “2019’da yerçekimi dalga dedektörleri, birleşmeden hemen sonra bir kara deliğe çöken bir ikili nötron yıldızı birleşmesinden kaynaklanan bir olay tespit etti.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu çalışma, bu kadar derhal çökmekte olan bir birleşmenin birleşmesini ve birleşme sonrası dinamiklerini açıklığa kavuşturmayı ve öngörülen bir olaydan çoklu mesajlı sinyalleri (yerçekimi dalgası, elektromanyetik emisyonlar, nötrino emisyonları) tahmin etmeyi amaçlıyor.”
Hayashi ve meslektaşları tarafından simüle edilen birleşme, farklı kitlelerin iki nötron yıldızı, biri 1.25 ve diğeri 1.65 güneş kütlesinden. Simülasyonları, nötron yıldızlarının içindeki gibi aşırı koşullar altında (örneğin aşırı sıcaklıklar, yoğunluklar ve basınçlarda) maddenin nasıl davrandığını açıklayan matematiksel bir model olan SFHO durum denklemine dayanıyordu.
Hayashi, “Yerçekimi alanının, nötrino radyasyonunun, manyetik alan ve hidrodinamiğin evrimini içeren bir simülasyon gerçekleştirdik.” “Tüm bu etkiler sistemde önemli roller oynuyor. Japon süper bilgisayar Fugaku’yu kullanarak sistemi rekor kıran 1,5 saniyeye kadar geliştirdik.”
Araştırmacılar, birleşmesinin ardından, simüle ettikleri ikili nötron yıldız sisteminin, çalkantılı bir birikim diski, dönen disk şeklindeki bir yapı ile çevrili bir kara deliğe çöktüğünü gözlemlediler. Manyeto-rotasyonel bir instabilite tarafından yönlendirildiği için, bu disk kütlenin çıkarılmasına katkıda bulunur ve sözde bir poyning akısı (yani elektromanyetik alanlar tarafından taşınan enerji çıkışı) üretir. Bu, kara deliğin spin ekseni boyunca yaklaşık 10⁴⁹ erg/s’ye eşdeğer bir parlaklığa sahip manyetik olarak tahrikli bir jetin ortaya çıkmasıyla sonuçlandı.
Hayashi, “Bu, birleşmeden hemen sonra bir kara deliğe çökmüş bir ikili nötron yıldız birleşmesinden manyetik olarak tahrik edilen jetin lansmanını keşfeden ilk çalışma.” Dedi.
“Bu tür bir sistemin, evrendeki en enerjik patlama olayı olan bir gama ışını patlaması sağlayabileceğini gösteriyor. Jeti yönlendiren manyetik alanın, dinamo adı verilen bir mekanizma aracılığıyla esnek sonrası birikim diskinde üretildiğini açıkladık.”
Hayashi ve meslektaşları tarafından yürütülen simülasyon, ikili nötron yıldız birleşmelerinin karmaşık fiziğine yeni bir ışık tutuyor, bu birleşmeleri kara deliklerin oluşumu takip ettiğinde, manyetik olarak baskın bir jetin ortaya çıkmasına da yol açabileceklerini gösteriyor. Gelecekte, nötron yıldızı birleşmelerinin modellerini gama-ışını patlamalarının üretimini tanımlayanlarla (yani, çok kısa dalga boyları ile yüksek enerji radyasyon patlamaları) tanımlayan mevcut astrofizik teorileri geliştirmeye yardımcı olabilir.
Hayashi, “Bu çalışma esas olarak sadece birleşme, toplu ejeksiyon ve jet lansmanının dinamiklerine odaklandı.” “Öngörülen gözlemleri yorumlamak için bu simülasyona dayanan elektromanyetik emisyonlara odaklanan daha ayrıntılı araştırmalar gereklidir.
“Dahası, ışık hızının% 99,9’undan fazlası olan jetin hızlanması, gama ışını patlamalarının gözlemlenmesinden ima edilir ve mevcut simülasyonda yakalanmaz. Gamma-ışını patlamasını tam olarak anlamak için ivme sürecini açıklığa kavuşturmak için gelecekteki çalışmalara ihtiyaç vardır.”
Yazarımız Ingrid Fadelli tarafından yazılmış, Lisa Lock tarafından düzenlenen ve gerçek kontrol ve Robert Egan tarafından gözden geçirilen bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
