16 Сучасна астрофізика зробила прорив: команда з Інституту гравітаційної фізики імені Макса Планка змоделювала повний процес злиття подвійних нейтронних зірок.
Це дослідження охопило 1,5 секунди реального часу — рекорд для таких розрахунків. Модель врахувала загальну теорію відносності, вплив нейтрино та магнітні поля, що дозволило простежити утворення чорної діри та запуск струменя. «Нам вдалося змоделювати злиття від самого початку до моменту вивільнення гамма-спалаху», — зазначив Кота Хаяші, один з авторів дослідження.
Симуляція реалізована на суперкомп’ютері Fugaku, який використав 130 мільйонів годин процесора та 80 000 одночасно активних ядер. Вона починається з двох нейтронних зірок масою 1,25 та 1,65 мас Сонця, які протягом п’яти обертів втрачають енергію у вигляді гравітаційних хвиль. Злиття завершується миттєвим колапсом у чорну діру та запуском струменя вздовж її осі. «Цей потік енергії, сформований магнітними полями, відповідає за гамма-спалах», — пояснює Масару Шибата.
Завдяки динаміці магнітного поля в зоні акреційного диску, симуляція також описує механізм формування кілонової — надяскравого явища з викидом важких елементів. У моделі враховано й викид речовини, який відповідає спостереженням 2017 року, коли вперше підтвердили формування золота та інших важких елементів після подібного злиття. «Тепер ми можемо прогнозувати нейтринне випромінювання та спектр кілонової на основі фундаментальних фізичних законів», — додав Шибата.
Це дослідження формує базу для мультимесенджерної астрономії — підходу, який об’єднує дані від телескопів, детекторів гравітаційних хвиль і обсерваторій нейтрино. Така синхронізація спостережень дозволить виявляти і трактувати подібні події у режимі реального часу. Як підсумував Хаяші, «наше моделювання — це нарешті повна картина народження чорної діри і ключ до розуміння космічних посланців».
