Mokslininkai simuliuoja smarkų garsą ir įniršį neutroninės žvaigždės paskutinėmis sekundėmis prieš juodajam skydui ją prarijant
Astrofizikai užfiksavo simuliuotą kosminį katastrofą: juodasis skyrius suplėšo neutroninę žvaigždę, sukeldamas smūgines bangas ir sprogimus, kuriuos mokslininkai greitai gali stebėti.
- Simuliacijos data: Paskelbta 2025 m. kovo mėn.
- Radijo sprogimo galia: Tarp stipriausių signalų, numatytų visatoje
- Būsimas aptikimas: Caltech 2,000 indų tinklas gali užfiksuoti šiuos įvykius
- Naudotas superkompiuteris: Perlmutter, viena iš greičiausių pasaulyje
Naujausiame kosminiame proveržyje mokslininkai simuliavo tikrai įspūdingą – ir smarkų – įvykį, kuris vyksta tamsiausiuose mūsų visatos kampeliuose: juodasis skyrius suplėšo neutroninę žvaigždę, sukeldamas ne tik kvapą gniaužiančią šviesų šou, bet ir garsą, kurio niekada anksčiau neregitėjome.
Naudodami galingus superkompiuterius Lawrence Berkeley nacionaliniame laboratorijoje ir novatoriškus algoritmus, Kalifornijos technologijos instituto komanda atkūrė paskutines milisekundes prieš, per ir po to, kai masyvi neutroninė žvaigždė yra prarijama žiauraus juodojo skyriaus. Jų išvados, paskelbtos Astrofizikos žurnalo laiškuose, keičia mūsų supratimą apie kosminius susidūrimus ir dramatiškus signalus, kuriuos jie išlaisvina.
Tiek beveik nežinodama, neutroninės žvaigždės paviršius smarkiai sutrinka – kaip Žemės pluta superžemės sukratyme – išlaisvindama smūgines bangas, tokias stiprias, kad galėtų sukrėsti patį laiko ir erdvės audinį. Akimirką vėliau radijo bangų sprogimai ir net potencialūs rentgeno arba gamma spindulių blyksniai lekia per kosmosą – signalai, kurių astronomai tikisi aptikti su naujausia teleskopų karta čia, Žemėje.
Klausimai ir atsakymai: Kas iš tikrųjų nutinka, kai neutroninė žvaigždė susitinka su juoduoju skyriumi?
K: Kaip neutroninė žvaigždė pasiekia pabaigą šioje dvikovoje?
A: Kai juodojo skyriaus milžiniška gravitacija iškraipo ir tempiame neutroninę žvaigždę, jos pluta sutrinka ekstremaliu slėgiu, sukeldama smarkius „žvaigždės sukrėtimus“ ir siunčiant smūgines bangas į išorę.
K: Kokie signalai yra siunčiami į kosmosą šių susidūrimų metu?
A: Paskutinis sukrėtimas sukelia radijo bangų sprogimą – žinomą kaip greitas radijo Blyksnis (FRB) – ir galbūt net rentgeno arba gamma spindulių blyksnius, kurie vieną dieną gali būti aptikti tuo pačiu metu galingais radijo teleskopais ar kosminėmis observatorijomis, tokiomis kaip NASA Chandra rentgeno observatorija ir Fermi gamma spindulių teleskopas.
K: Ar įmanoma „išgirsti“ žvaigždės skilimą?
A: Simuliacijos numato, kad sprogimas skleidžia aptinkamus radijo signalus – kosminius „įtrūkimus“, kuriuos pirmą kartą tyrėjai galėtų išgirsti naudojant pažangius instrumentus.
Kaip astronomai naudoja superkompiuterius simuliuoti žvaigždės paskutines akimirkas?
Šis proveržis buvo neįmanomas dar prieš kelerius metus. Tik su nuostabiu GPU galingumu – ta pati technologija, kuri varo šių dienų AI revoliuciją – tyrimų komanda galėjo modeliuoti besisukančias jėgas, ekstremalius tankius ir laukines magnetines sritis neutroninėje žvaigždėje, spirale pusnyną. Jų Perlmutter galia remiama simuliacija atsižvelgia į kiekvieną detalę, nuo magnetinių laukų linijų iki plazmos išmetimų, net nuspėdama egzotinius įvykius, tokius kaip „juodojo skyriaus pulsaro“ gimimas: itin trumpa, bet galinga kosminė šviesa.
Kas yra juodasis skyrius pulsaras – ir kodėl tai svarbu?
Retais momentais juodasis skyrius, nusiraminantis neutroninę žvaigždę, gali tapti „juodąja pulsara“. Akimirką jis skleidžia energijos spindulius, panašius į tradicinį pulsarą – potencialiai sukeldamas nesupainiojamą rentgeno ar gamma spindulių blyksnį. Šie unikalūs kosminiai švyturiai astronomams siūlo stebėjimo taikinį ir viliojantį užuominą, kad suprastų laukinę fiziką visatoje.
Kaip mes galime aptikti šias dangaus katastrofas 2025 metais ir vėliau?
Turinys radijo teleskopų tinkluose, tokiuose kaip Caltech didžiulė nauja Nevados išsivystymo, ir nuolat sklindantys observatorijos, skenavusios dangų, astronomai yra ant slenksčio galėjimo užfiksuoti šias nuostabias žvaigždžių mirtis realiu laiku. Kiekvienas signalas, pradedant pirmuoju „skilimu“ iki galutinės smūginės bangos, žada atrakinti paslaptis apie juoduosius skyrius, neutronines žvaigždes ir pačią kosmoso struktūrą.
Kodėl šis tyrimas dabar yra svarbus?
Tai ne tik kosminiai fejerverkai astronomijos mėgėjams. Iššifruodami sprogstančias neutroninių žvaigždžių paskutines akimirkas, tyrėjai atveria naujus langus į medžiagos elgesį pačiame ekstremaliame, padeda patikrinti Einšteino teorijas ir pagerina mūsų gebėjimą aptikti katastrofinius įvykius visatoje.
Pasiruošę daugiau kvapą gniaužiančių atradimų? Sekite naujienas. Visata šaukia savo paslaptis – ir pirmą kartą mes klausome.
Kontrolinis sąrašas: ko laukti 2025 metais
- Nauji radijo ir rentgeno sprogimai, kuriuos pastebi naujos kartos teleskopai
- Pirmieji „juodojo skyriaus pulsaro“ signalai aptikti
- Proveržiai kosminio garso aptikime
- Išplėsti simuliacijos apie žvaigždžių susidūrimus naudojant AI ir superkompiuterius
Nepamirškite kito kosminio siurprizo – sekite naujausias NASA, Caltech ir pasaulio geriausių observatorijų naujienas!