В новом исследовании, недавно опубликованном в «Ежемесячных уведомлениях» Королевского астрономического общества, д-р Джейд Пауэлл и д-р Бернхард Мюллер из Центра передовых технологий исследования гравитационных волн ARC (OzGrav) имитировали три сверхновые, используя суперкомпьютеры со всей Австралии, включая суперкомпьютер OzSTAR в Технологическом университете Суинберна. Имитационные модели, которые в 39, 20 и 18 раз массивнее нашего Солнца, позволили по-новому взглянуть на взрывающиеся массивные звезды и детекторы гравитационных волн следующего поколения.
Tумaннocть Bуaль.Яркий пример остатка сверхновой.Hubble
Сверхновые – это взрывная смерть массивных звезд в конце их жизни. Они являются одними из самых ярких объектов во Вселенной и являются местом рождения черных дыр и нейтронных звезд. Гравитационные волны, обнаруженные этими сверхновыми, помогают ученым лучше понять астрофизику черных дыр и нейтронных звезд.
Этапы эволюции звезды
Будущие усовершенствованные детекторы гравитационных волн, сконструированные так, чтобы быть более чувствительными, могли бы, возможно, обнаружить сверхновые. Таким образом, сверхновые смогли бы стать первыми объектами, которые можно наблюдать одновременно в электромагнитном свете, нейтрино и гравитационных волнах.
Чтобы обнаружить сверхновую в гравитационных волнах, ученые должны предсказать, как будет выглядеть гравитационно-волновой сигнал. Они используют суперкомпьютеры для моделирования этих космических взрывов, чтобы понять их сложную физику. Это позволяет им предсказать, что детекторы увидят, когда взорвется звезда, и ее наблюдаемые свойства.
В ходе моделирования трех взрывающихся массивных звезд отслеживается динамика сверхновой в течение длительного времени - это важно для точного предсказания масс нейтронных звезд и наблюдаемой энергии взрыва.
Исследователь OzGrav Джейд Пауэлл говорит: «Наши модели в 39, 20 и 18 раз массивнее нашего Солнца. Модель с 39 солнечными массами важна, потому что она вращается очень быстро, и большинство предыдущих длительных симуляций сверхновой не включает в себя эффекты вращения»
Две самые массивные модели производят энергетические взрывы, питаемые нейтрино, но самая маленькая модель не взорвалась. Звезды, которые не взрываются, испускают гравитационные волны с меньшей амплитудой, но частота их гравитационных волн находится в наиболее чувствительном диапазоне детекторов гравитационных волн.
Сверхновая SN 2014J в созвездии Большая Медведица
«Мы впервые показали, что вращение изменяет связь между частотой гравитационных волн и свойствами вновь образующейся нейтронной звезды», - объясняет Пауэлл.
Быстро вращающаяся модель показала большие амплитуды гравитационных волн, которые позволили бы обнаружить взрывающуюся звезду на расстоянии почти 6,5 миллионов световых лет с помощью следующего поколения детекторов гравитационных волн, таких как телескоп Эйнштейна.
