Нейтронные звезды представляют собой одни из наиболее плотных объектов во вселенной, образовавшиеся после того, как звезда взорвалась сверхновой и ее ядро сжалось под действием гравитации в сверхплотный объект. Материя внутри нейтронной звезды достигает плотности, при которой атомы могут распадаться до кварков или других неизвестных уровней.
В двойных системах нейтронные звезды поглощают материал своей звезды-компаньона, вызывая нестабильное термоядерное горение, которое может привести к взрыву, излучающему рентгеновские лучи по вселенной.
Ученые использовали суперкомпьютер для первого в мире 3D-моделирования термоядерного взрыва на нейтронной звезде. Трехмерная модель нейтронной звезды имела температуру, значительно превышающую солнечную, и частоту вращения до 1000 оборотов в секунду, по которой можно было судить о ранней эволюции термоядерного пламени.
3D-симуляция выявила новые аспекты распространения термоядерной реакции по поверхности нейтронной звезды. Пока что ученые смогли смоделировать процесс лишь в области одного из полюсов, но уже приближаются к возможности воссоздать эти явления в масштабе всей звезды.
Несмотря на то что распространение излучения в двумерных моделях происходит чуть быстрее, чем в трехмерных, общие тенденции совпадают, отмечается в исследовании. Это говорит о том, что двумерное моделирование продолжает оставаться важным инструментом для анализа вспышек, хотя и не способно воспроизвести некоторые аспекты, такие как турбулентность, которая отличается в разных измерениях.
Используя данные, полученные через компьютерное моделирование, ученые стремятся глубже понять причины и механизмы взрыва нейтронных звезд. При этом совпадение модельных расчетов с наблюдаемыми данными открывает новые возможности для дальнейшего изучения и понимания поведения нейтронных звезд.
