Šokivad uued superarvutisimulatsioonid näitavad, mis juhtub, kui must auk sööb tähte
Teadlased simuleerivad musta augu neelamist neetronitähega, avastades dramaatilisi plahvatusi, kosmilisi maavärinaid ja müstilisi kosmilisi signaale.
• Neetronitähed nälgivad millisekundite jooksul mustade aukude poolt.
• Sündmus vallandab šokilained, mis on tugevamad kui ükski maavärin.
• Teadlased ennustavad tuvastatavaid raadioviibe ja X-kiirte puhangute tekkimist nendest kosmilistest kokkupõrgetest.
• Superarvutid nagu Perlmutter on võimaldanud saavutusi.
Kui must auk neelab neetronitähe, süttib universum ühe kõige äärmuslikuma sündmusega, mida kujutada võib. Tänu vapustavatele uutele simulatsioonidele saavad teadlased nüüd neid kosmilisi katastroofe jälgida enneolematul tasemel ja tulemused võivad suurendada meie võimet tuvastada selliseid kataklüsme kogu universumis.
Kujutage ette tähe tihedat südamikku, mis on sama raske kui päike, kuid surutud linnasuurusesse sfääri. Äkitselt tõmbab nähtamatu jõud — üks universumi tumedamaid koletisi — selle kaootilisse ja vägivaldsesse surma. Just see stseen areneb kõige arenenumates arvutimudelite seas, mille juht on Caltechi astrofüüsik Elias Most.
Esmakordselt on teadlased uurinud viimaseid millisekundeid enne neetronitähe lõplikku hukka, avastades kosmilise sümfoonia, mida pole kunagi varem kujutatud. Just enne tähe neelamist praguneb selle kest, nagu planeedi pinna korral maavärina ajal. Massiivsed šokilained ja võimsad, keerdus magnetväljad purunevad, saates pulsilained läbi kosmose, mida võiks tuvastada raadioteleskoobid Maal.
Kas soovite teada, kuidas see uus teadustöö võiks muuta seda, mida me kosmost näeme (ja isegi “kuuleme”)? Loe edasi.
K: Mis täpselt juhtub, kui must auk neelab neetronitähe?
Astrofüüsikud on juba pikka aega teooriaid esitanud selle kohta, milline kaos tekib, kui must auk põrkub kokku neetronitähega, kuid 2025. aasta arenenud superarvutisimulatsioonid toovad need teooriad ellu. Kui musta auku hiiglaslik gravitatsioon deformeerib neetronitähe, praguneb tähe kest, vabastades seismilised lained, mis ületavad iga maavärina.
Äkitselt, tähe võimsad magnetväljad lõhkevad ja lainetavad, genereerides “Alfvéni laineid” — võimsad elektrilised voolud, mis liiguvad piki magnetjooni. Just siis, kui täht kaob, pursevad need lained pimestavasse raadioenergia välku, mida tuntakse kui kiire raadio välk (FRB). Teadlased usuvad nüüd, et Maa järgmise põlvkonna teleskoobid, nagu Caltechi tulevane 2000-antenniline maatriks, võiksid neid signaale tabada, kui nad on paigutatud õiges kohtadesse.
Tõeliselt šokeeriv? Musta augu viimane “hambumus” toodab isegi tugevamaid koletisišokilaineid, võimaldades eraldi raadi signaali tekkimist vaid millisekundite jooksul pärast esimest. Need avastused võivad sillutada teed täpsemale tuvastamisele tähte neelavate mustade aukude seiramisel kogu kosmoses.
Kuidas võiksid teadlased “kuulda” tähemaavärinat?
Traditsiooniliselt arvati, et vägivaldsed kosmilised sündmused on vaiksed. Kuid uusimad uuringud viitavad sellele, et neetronitähe viimased pragunemised ja sellest tulenevad pursked suudavad saata raadio signaale läbi kosmose — kajad tähe kosmilisest agooniast.
Superarvutisimulatsioonid näitavad, et musta augu titaaniline tõmme ei neela ainult ainet; see purustab tähte nii vägivaldselt, et raadiolaine pursked lainetavad väljapoole. Need lained võivad peagi siia Maale tabada, pakkudes akustilist vaadet universumi kõige julmамatesse lahingutesse.
Kas mustad augud võivad muutuda “pulsariteks”?
Mõtlemapanevas pöördepunktis viitavad simulatsioonid, et kui must auk neelab magnetiseeritud neetronitähe, jäljendab see hetkeks pulsarit — kõrgeenergeetiline kiirguse pöörlev tuletorn. See haruldane nähtus, mida nimetatakse “must auk pulsariks”, kestab vaid murdosa sekundist, kuid vabastab selgelt eristuva välgu X-kiirte või gamma-kiirte.
Astronoomid pole kunagi reaalses elus sellist musta augu pulsarit täheldanud — veel. Ennustustega käsil, on jaht avatud. Nende sündmuste signaalid paljastavad uue ja ekstsentrilise kosmiliste objektide klassi, kirjutades ümber meie õpikute julgeid kosmosefüüsika teooriaid.
Miks nüüd? Superarvutite ajastu astronoomias
Kümme aastat tagasi polnud see võimalik. Saladuslik relv: uus superarvutite liik, nagu Perlmutter Lawrence Berkeley National Laboratory juures. Need masinad kasutavad samu graafikakiipe, mis leitud mängukonsoolides ja tehisintellekti tööriistades, võimaldades teadlastel simuleerida kõike galaktikate kokkupõrgetest kuni tähti purustavate mustade aukude loomisega enneolematul realismil.
Teadlased on selle arvutustehnoloogia abil lõpuks suutnud lahendada neetronitähe ja musta augu ühinemiste saladuse. See hüpe nihutab inimeste võimete piire näha — ja kuulda — kui kosmos kõvendab häält.
Mis on järgmine kosmiliste uurijate jaoks?
Relvastatud nende uute ennustustega suunavad astronoomid üle kogu maailma oma pilgud (ja kõrvad) taevasse. Kui raadioteleskoobid tabavad kahte eraldiseisvat plahvatust, mida simulatsioonid ennustavad, võiks see kinnitada kõige metsikumaid teooriaid universumi kõige surmavamate kokkupõrgete kohta.
Jätkake jälgimist, et saada rohkem avastusi, kui uued seadmed rakenduvad ja rohkem musti auke korraldavad oma kosmilisi “pidusid”.
Ärge jääge ilma universumi järgneval adrenaliinisõidul!
Valmis märkama järgnevat tähte purustavat sündmust? Siin on teie kiire kosmiline kontrollloend:
- Jälgige NASA ja ESA kosmiliste kokkupõrgete kohta uusimat teavet.
- Oodake kiireid raadiovälke ja gamma-kiirte välke astronoomiauudiste voogudes.
- Uurige rohkem mustade aukude, neetronitähtede ja superarvutite kohta Caltechis ja LBL.gov.
- Püsige uudishimulikud — universumi suurimad saladused on endiselt seal, ootamas, et plahvatada nähtavale.
Hoia oma silmad taevas – järgmine must auk-tähe kokkupõrge võib saata signaale Maale igal hetkel!
Viidatud allikad
