Forbedret model viser gammastråler og guld ved sammensmeltning af neutronstjerner

Et internationalt hold af astrofysikere under hollandsk ledelse har med en forbedret model demonstreret, at kolliderende neutronstjerner kan udsende gammastråler. Gamle modeller forudsagde ikke dette og vaklede siden sammensmeltningen af ​​to neutronstjerner i 2017, der frigav gammastråler. Forskerne offentliggør deres resultater i The Astrophysical Journal .

Forskerne, ledet af Philipp Mösta (Universitetet i Amsterdam), forsynede deres model af kolliderende neutronstjerner med flere variabler end nogensinde før. De overvejede, blandt andet, relativitetsteorien, gaslovgivning, magnetiske felter, kernefysik og virkningerne af neutrinoer. Forskerne kørte deres simuleringer på Blue Waters supercomputer ved University of Illinois i Urbana-Champaign (USA) og på Frontera supercomputeren ved University of Texas, Austin (USA).

I simuleringen, der skabes en ring omkring de sammensmeltede neutronstjerner, hvorfra en tynd streng af gammastråling skyder op og ned. Denne stråling finder så vej ud som en hvirvelvind langs de fusionerede stjerners magnetfeltlinjer. Desuden, en timeglaslignende kegle bevæger sig op og ned fra ringen. Det er her, der muligvis dannes tungere elementer som guld. Guld er, som gammastråler, observeret i de fusionerende neutronstjerner i 2017, hvor en kilonova blev dannet.

Philipp Mösta (Universitetet i Amsterdam) ledede de nye simuleringer:"Gammastrålingen er virkelig ny for den slags simuleringer. Den stråling var ikke dukket op i de gamle simuleringer. Produktionen af ​​tunge grundstoffer, såsom guld, allerede var blevet simuleret. Imidlertid, vores simulering viser, at disse tunge elementer bevæger sig meget hurtigere end tidligere forudsagt. Vores simulering er derfor mere i overensstemmelse med, hvad astronomer observerede i de fusionerende neutronstjerner i 2017".

Simuleringerne er ikke kun beregnet til at forklare de observerede fænomener omkring sammensmeltende neutronstjerner. De tjener også til at forudsige nye fænomener. For eksempel, forskerne vil yderligere forfine og udvide deres model, så den også kan håndtere store stjerner, der eksploderer som supernova i slutningen af ​​deres liv og med en neutronstjernes kollision med et sort hul.