作者盖尔·麦考密克，宾夕法尼亚州立大学 通过一系列模拟，一个国际研究小组已经确定，一些中子星的合并产生的辐射应该可以从地球上探测到
当质量不等的中子星合并时，较小的恒星被巨大的伴星(左)的潮汐力撕裂
小伙伴的大部分质量落在大质量恒星上，导致它坍塌并形成一个黑洞(中间)
但是有些物质被喷射到太空中；其余的落回到黑洞周围形成一个巨大的吸积盘(右)
荣誉:改编自图4“非对称中子星合并中吸积诱导的快速黑洞形成，动态喷出物和千新星信号
" Bernuzzi等人
皇家天文学会月报
当两颗中子星撞击在一起时，结果有时是一个黑洞吞噬了除了碰撞的引力证据之外的所有证据
然而，在一系列模拟实验中，包括一名宾夕法尼亚州立大学科学家在内的一个国际研究小组确定，这些典型的安静——至少就我们在地球上能够探测到的辐射而言——碰撞有时会更加嘈杂
宾夕法尼亚州立大学物理学、天文学和天体物理学助理教授、研究小组成员大卫·拉迪切说:“当两颗密度惊人的坍缩中子星结合形成黑洞时，强烈的引力波就会从撞击中产生。”
“我们现在可以使用美国的LIGO和意大利的处女座这样的探测器来接收这些电波
黑洞通常会吞噬我们在地球上能够探测到的合并后可能产生的任何其他辐射，但通过我们的模拟，我们发现情况可能并非总是如此
" 研究小组发现，当两颗碰撞的中子星的质量相差足够大时，越大的伴星分裂得越小
这导致了一个更慢的合并，允许电磁“爆炸”逃逸
天文学家应该能够探测到这种电磁信号，模拟提供了天文学家可以从地球上寻找的这些嘈杂碰撞的特征
该研究团队包括国际合作组织CoRe(计算相对论)的成员，他们在一篇发表在皇家天文学会月刊的论文中描述了他们的发现
“最近，LIGO宣布发现了一个合并事件，其中两颗恒星的质量可能非常不同，”拉迪切说
“这种情况下的主要结果是，我们期望这种非常有特点的电磁波对应于重力波信号
" 在2017年报告了第一次中子星合并后，2019年，LIGO团队报告了第二次，他们将其命名为GW190425
2017年碰撞的结果与天文学家的预期差不多，总质量约为2
质量是太阳的7倍，两个中子星的质量差不多
但是GW190425要重得多，总质量约为3
5个太阳质量，两个参与者的比例更不相等——可能高达2比1
拉迪切说:“虽然2比1的质量差看起来不是很大，但中子星的质量可能只有很小的范围。”
中子星只能存在于质量在1
是太阳质量的2到3倍
较轻的恒星残余不会坍缩形成中子星，而是形成白矮星，而较重的物体会直接坍缩形成黑洞
当合并恒星之间的差异达到190425千兆瓦时，科学家们怀疑合并可能更混乱——电磁辐射更大
天文学家没有从GW190425的位置探测到这样的信号，但是当天常规望远镜对该区域的覆盖还不足以将其排除
为了理解不相等中子星碰撞的现象，并预测天文学家可以寻找的这种碰撞的特征，研究小组使用匹兹堡超级计算中心的布里奇斯平台和圣地亚哥超级计算机中心的彗星平台(都在国家科学基金会的XSEDE超级计算中心和计算机网络中)以及其他超级计算机进行了一系列模拟
研究人员发现，当两颗模拟中子星相互螺旋靠近时，较大恒星的重力会将它的另一半撕裂
这意味着较小的中子星不会一下子撞上更大的伴星
较小恒星物质的最初堆积将较大的恒星变成了黑洞
但是它的其余部分太远了，黑洞无法立即捕捉到
相反，进入黑洞的较慢的物质雨产生了电磁辐射的闪光
研究小组希望，他们发现的模拟信号可以帮助天文学家使用引力波探测器和常规望远镜的组合来探测成对的信号，这些信号预示着一颗较小的中子星与一颗较大的中子星合并的分裂
模拟需要计算速度、大量内存和在内存和计算之间移动数据的灵活性的不同寻常的结合
该团队使用了大约500个计算核心，每次运行数周，超过20个独立的实例
每次计算中必须考虑的许多物理量需要的内存是典型的天体物理模拟的100倍
“围绕中子星的性质有很多不确定性，”拉迪切说
“为了理解它们，我们必须模拟许多可能的模型，看看哪些模型与天文观测兼容
一个模型的单一模拟不会告诉我们太多；我们需要进行大量的计算密集型模拟
我们需要高容量和高性能的结合，只有像Bridges这样的机器才能提供
如果没有这样的国家超级计算资源，这项工作是不可能的
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
