Ученые исследовали быстровращающиеся ядра массивных звёзд

Ученые из Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ провели анализ специфической формы гравитационно-волнового сигнала, исходящего от слияния пары нейтронных звёзд, которые образуются в результате эволюции быстровращающегося ядра массивной звезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Работа посвящена поиску ответа на вопрос, как часто в природе могут образовываться быстровращающиеся ядра массивных звезд, которые в конце эволюции претерпевают гравитационный коллапс и могут образовать пару нейтронных звезд (а не одну нейтронную звезду, как ожидается при коллапсе ядра звезды с малым вращением). Актуальность проблемы связана с огромным интересом к недавно открытым астрофизическим источникам гравитационно-волнового излучения — сливающимся двойным черным дырам.

«Так как процедура поиска гравитационно-волновых сигналов на интерферометрах LIGO требует точного знания формы сигнала, необходимо изучить как можно больше вариантов ожидаемых гравитационно-волновых сигналов. Тесная пара нейтронных звезд в результате коллапса быстровращающегося ядра массивной звезды быстро (в течение часов) сливается из-за уноса орбитальной энергии гравитационными волнами, и это дает специфическую форму гравитационно-волнового сигнала. Около 30 лет назад этот механизм был предложен в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) В.С. Имшенником и Д.К. Надежиным для объяснения необычных свойств нейтринного сигнала знаменитой сверхновой 1987А в Большом Магеллановом Облаке», — говорит заместитель директора Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физического факультета МГУ, доктор физико-математических наук Константин Постнов.

Работа проходила в ГАИШ МГУ и ИТЭФ в течение последнего полугода. Для оценки астрофизических темпов образования таких объектов использовалась методика популяционного синтеза, разработанная в ГАИШ МГУ, которая оказалась чрезвычайно успешной для исследования темпов рождения самых экстремальных объектов во Вселенной.

«В дальнейшем предполагается провести численное трехмерное моделирование процесса гравитационного коллапса ядра массивной звезды с учетом всей доступной микрофизики для выяснения возможных параметров образующихся двойных нейтронных звезд в этом сценарии. Расчеты предполагается вести с использованием ресурсов суперкомпьютеров МГУ», — комментирует Константин Постнов.