在荷蘭領(lǐng)導(dǎo)下的國際天體物理學(xué)家團隊以一種改進的模型證明了,碰撞的中子星可以發(fā)出伽馬射線。自2017年兩顆釋放伽馬射線的中子星合并以來,舊模型并未對此做出預(yù)測并步履蹣跚。研究人員在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
由阿姆斯特丹大學(xué)的菲利普·莫斯塔(PhilippMösta)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員提供了碰撞中子星的模型,其變數(shù)比以往任何時候都要多。他們尤其考慮了相對論,氣體定律,磁場,核物理以及中微子的影響。研究人員在美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校的Blue Waters超級計算機和美國德克薩斯州奧斯汀大學(xué)的Frontera超級計算機上進行了仿真。
在模擬中,在合并的中子星周圍形成一個環(huán),從中射出一束細小的伽瑪射線。然后,這種輻射像旋風(fēng)一樣沿著合并恒星的磁力線散發(fā)出去。此外,沙漏狀的圓錐體從環(huán)上上下移動。這是可能形成較重元素(如金)的地方。就像伽馬射線一樣,2017年在合并中子星的中子星中觀察到了金。
阿姆斯特丹大學(xué)的菲利普·莫斯塔(PhilippMösta)領(lǐng)導(dǎo)了新的模擬工作:“對于這類模擬來說,伽馬輻射確實是新的。在舊的模擬中并沒有出現(xiàn)這種輻射。已經(jīng)對重元素(例如金)的生產(chǎn)進行了模擬。然而,我們的模擬結(jié)果表明,這些重元素的移動速度比先前預(yù)測的要快得多。因此,我們的模擬結(jié)果與2017年在合并中子星中觀測到的天文學(xué)家更加一致。
這些模擬不僅旨在解釋在合并中子星周圍觀察到的現(xiàn)象。它們還有助于預(yù)測新現(xiàn)象。例如,研究人員希望進一步完善和擴展他們的模型,以便它還可以處理壽命終結(jié)時爆炸為超新星的大恒星以及中子星與黑洞的碰撞。