来源： 时间：2022-10-13 12:35:03
科学家创建了一个3D计算机模型，以前所未有的细节描绘了两个中子星之间碰撞的后果。
这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上，它更好地理解了宇宙的一些基本元素是如何在宇宙碰撞中形成的。
加拿大阿尔伯塔大学的罗德里戈·费尔南德斯说: “碰撞产生了包括黄金和铅在内的重元素。”
费尔南德斯与一个国际研究团队合作，使用美国国家能源研究科学计算中心的超级计算机和科学家在8月2017年中检测到的碰撞数据，这是有史以来第一次观察到这种碰撞。
“我们还第一次看到两个中子星相撞的伽马射线爆发。这一发现产生了大量的科学，”他补充说，包括帮助研究人员计算中子星的质量，甚至确认宇宙膨胀的速度。
中子星是最小和密度最大的恒星，在一个城市大小的区域中堆积了比地球太阳更多的质量。
当它们中的两个碰撞时，它们会融合在一道闪光中，并被称为kilonova的碎片，因为材料向外爆炸。
到目前为止，碰撞的计算机模拟还不够复杂，无法解释所有材料的最终去向。
例如，新的3D模型显示，与以前的2D模型相比，吸积盘-环绕组合恒星的剩余碎片的集合-喷射的物质量是其两倍，并且速度更高。
费尔南德斯说: “虽然我们的结果不能完全调和所有差异，但它们使数字更加接近。” 他补充说，他的模型更好地理解了重元素是如何产生和喷射到太空的。
通过对碰撞的后果进行如此详细的建模，费尔南德斯和研究小组还能够解释物质从碰撞中喷出的另一种方式: 在天体射流上，狭窄的粒子羽流和辐射以接近恒星碰撞时的光速射出。
射流也被认为是伽马射线爆发的来源。
费尔南德斯说: “我们原本可以找到喷气式飞机，但这是我们第一次能够对其进行足够详细的建模，以看到这种效果出现。”
他补充说，以3D方式对事件进行建模并非易事。尽管中子星碰撞仅在几毫秒内发生，但吸积盘可以持续几秒钟。
它的形成还涉及复杂的物理学，许多物理过程都同时发生，这使得计算机很难模拟。
费尔南德斯指出: “在工作过程中，主要的罪魁祸首实际上是磁场作用于这件事。”
“我们知道描述这一过程的方程式，但我们能正确描述它们的唯一方法是在3D中。所以，你不仅要长时间运行模拟，还要对它进行三维建模，这在计算上非常昂贵。
“从科学的角度来看，模拟的技术方面令人印象深刻，因为相互作用非常复杂，” 他说。
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