Астрофизики смоделировали рентгеновскую вспышку в нейтронной звезде
Вещество в нейтронных звездах — одно из самых плотных во Вселенной. Субатомные частицы в ядрах таких объектов сжимаются настолько сильно, что материя в них приобретает экзотические свойства. Считается, что нейтронные звезды, образующиеся при коллапсе ядер массивных звезд в результате взрыва сверхновой, содержат частицы с энергиями, превышающими те, которые могут быть достигнуты в экспериментах на ускорителях частиц.
Хотя ученые не могут воссоздать эти экстремальные условия на Земле, они могут использовать нейтронные звезды в качестве природных «лабораторий» для лучшего понимания экзотической материи. Моделирование нейтронных звезд, многие из которых имеют всего 20 километров в диаметре, а массу в 1,5 раза больше солнечной, может дать представление о материи, существующей в их недрах, и ее поведении при различных условиях.
В новом исследовании астрофизики создали компьютерный алгоритм, который позволил смоделировать в 2D-пространстве взрывное событие, генерирующее мощный поток рентгеновских лучей. При помощи программы ученые смогли наблюдать движение взрывной волны по поверхности нейтронной звезды, и предсказать, что будет происходить с ней при изменении внешних условий. Моделирование этого астрофизического явления позволит ученым более точно измерить радиус нейтронных звезд — параметр, который играет решающее значение при расчете свойств материи в ядрах этих объектов.
Ученые запускали моделирование на самом мощном суперкомпьютере в стране — IBM AC922 Summit. Авторы вводили различные начальные условия и анализировали полученные результаты. На следующем этапе проекта команда планирует запустить одно большое 3D-моделирование, основанное на результатах исследования, чтобы получить более точную картину взрывного события, генерирующего рентгеновское излучение.
Статья об исследовании опубликована в The Astrophysical Journal.
Ядра нейтронных звезд таят множество загадок. Чтобы приоткрыть завесу тайны над свойствами экзотической материи в недрах этих объектов, астрофизики создали масштабную компьютерную модель, которую запустили на самом мощном в стране суперкомпьютере