Рождение черной дыры после столкновения нейтронных звезд
Рождение черной дыры после столкновения нейтронных звезд

Рождение черной дыры после столкновения нейтронных звезд: новые объяснения удивительных явлений

Рождение черной дыры после столкновения нейтронных звезд

Ученые провели уникальное исследование, которое посвящено изучению образования черных дыр при слиянии нейтронных звезд. Создание компьютерных моделей предполагает, что свойства плотной ядерной материи связано с образованием черных дыр в момент слияния нейтронных звезд. Каковы условия, при которых образуется черная дыра? Компьютерная модель помогает акцентировать внимание на конкретном процессе формирования черных дыр, а именно – на слиянии двух нейтронных звезд.

Как известно, нейтронные звезды состоят из сильно сжатого плотного вещества. Эта плотность выше, чем во внутреннем ядре атома. В процессе слияния звезд плотность увеличивается, что становится основой образования черной дыры.


Они признаны самыми компактными объектами во Вселенной, но напрямую их, к сожалению, наблюдать нельзя. Один из критических параметров – превышение порога массы нейтронных звезд. Если это происходит, то возникновение черной дыры неизбежно. По мнению научного сотрудника Андреаса Баусвайна из теоретического отдела GSI, точная пороговая масса зависит от свойств высокоплотной ядерной материи. Столкновения с тяжелыми ионами в лабораторных экспериментах приводят к тому, что создаются условия, похожие на слияния нейтронных звезд.

Теория и некоторые эксперименты с тяжелыми ионами позволяют сделать расчеты модели вещества нейтронной звезды в так называемом уравнении состоянии. Эти уравнения помогли рассчитать пороговую массу для образования черных дыр.

Слияние относительно легких звезд в любом случае приводит к образованию черной дыры. Если ядерная материя звезды жесткая, то ее остаток стабилизируется против гравитационного коллапса и в таком случае порог коллапса может проинформировать о свойствах вещества с высокой плотностью. Кроме того, в новом исследовании выяснилось, что порог коллапса может дать возможность прояснить, растворяются ли во время столкновения нуклоны на их составляющие, кварки.


Профессор Николаос Стергиулас из физического факультета Университета Аристотеля в Салониках в Греции считает, что это открытие для астрономии очень важно. Оно помогает надеяться, что будущие наблюдения позволят выявить пороговую массу.

Если черная дыра образуется непосредственно во время столкновения, оптическое излучение слияния будет довольно тусклым. В то же время гравитационно-волновой сигнал несет информацию об общей массе системы. Чем массивнее звезды, тем сильнее сигнал гравитационной волны, что позволяет определить пороговую массу.

Ссылка: «Уравнение государственных ограничений на основе пороговой двоичной массы для быстрого коллапса слияния нейтронных звезд» Андреаса Баусвейна, Себастьяна Блэкера, Вимала Виджаяна, Николаоса Стергиуласа, Катерины Хатциоанну, Джеймса А. Кларка, Нильса-Уве Ф. Бастиан, Дэвида Б. Блашке, Матеуш Черняк и Тобиас Фишер, 30 сентября 2020 г., Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.141103