Астрономы наблюдали, возможно, идеальный взрыв: огромное, абсолютно сферическое столкновение килоновой энергии, вызванное слиянием двух нейтронных звезд незадолго до образования черной дыры от объединения образований. Подробности исследования опубликованы в журнале. .
Нейтронные звезды — самые плотные объекты во Вселенной после черных дыр. Образуются они в конце жизни звезд, масса которых хотя бы в десять раз превышает массу Солнца. Все более тяжелые элементы соединяются в ядре до железа, которое в отличие от остальных не способно соединяться. Из-за этого объект не может вырабатывать достаточное количество энергии, чтобы противостоять гравитации, и разрушается сам по себе. Ядро сжимается, а давление преобразует протоны в нейтроны.
Нейтронные звезды представляют собой сгустки нейтронов с огромной массой, размещенные в сфере радиусом нескольких километров.
Нейтронные звезды иногда эволюционируют парами, вращаясь вокруг друг друга. Два объекта, приближающихся достаточно близко, могут слиться в один, обычно черную дыру. При этом произойдет титанический взрыв, называемый килоновым, предсказанный в 1974 году и впервые четко замеченный в 2013-м. Многое о нем остается неизвестным, поэтому важно данное исследование.
Почти идеальная сфера
В исследовании учёные из Института Нильса Бора (Германия) изучили килоновую, найденную в 2017 году в 140 миллионах световых лет. Две нейтронные звезды, общая масса которых примерно в 2,7 раза больше массы Солнца, должны были вращаться около друг друга миллиарды лет, прежде чем столкнуться со скоростью и взорваться.
Исследователи предполагали, что облако взрыва от такого столкновения должно быть уплощенным и асимметричным, особенно если учесть предыдущие модели. Однако, анализируя данные, исследователи с удивлением обнаружили, что взрыв 2017 года был полностью симметричным и имел форму близкую к идеальной сфере.
«Взрыв превзошёл все ожидания. Такая картина нелепа. — говорит Дарах Уотсон, соавтор исследования. Наши расчеты однозначно подтверждают это утверждение. По всей видимости, в существующих теориях и симуляциях квантовых вычислений, которыми занимались последние двадцать пять лет, упускаются существенные физические характеристики. «.
Форма этой метеорита — это настоящая тайна, ведь она совершенно круглая. Возможно, при разрушении нейтронной звезды в чёрную дыру разрывается огромное магнитное поле, вызывая эффект подобный «магнитной бомбе». — задаётся вопросом соавтор Дарах Уотсон. Выделение магнитной энергии может сделать распределение материала при взрыве более сферическим. «.
Эта идея не объясняет всё. Известно, что килоновы способны производить тяжёлые элементы, например, золото или уран. По прежним моделям, более тяжёлые элементы должны образовываться в разных местах килоновой, чем лёгкие, такие как стронций или криптон. Более того, их должно быть выбрасывать в разных направлениях. Исследователи обнаружили лишь самые лёгкие элементы, равномерно распределённые в пространстве.
Исследователи считают, что нейтрино могут сыграть важную роль в этой «аномалии». Одна из идей состоит в том, что за миллисекунды жизни гипермассивной нейтронной звезды, образовавшейся после слияния, она излучает большое количество нейтрино непосредственно перед тем, как превратится в черную дыру. Это может привести к превращению нейтронов в протоны и электроны, образуя более легкие элементы.