Найти сверхтяжелую нейтронную звезду, существовавшую доли секунды, помогло компьютерное моделирование и наблюдение за гамма-всплесками.

Астрономы изучили архивные наблюдения коротких гамма-всплесков (GRB) и обнаружили быструю эволюцию двух сливающихся нейтронных звезд в сверхтяжелую нейтронную звезду, которая коллапсировала в черную дыру. Процесс длился доли секунды и позволил понять переходную природу нейтронных звезд и эволюции колоссальных черных дыр.

Гамма-всплески — это самые мощные и энергичные взрывы со времен Большого взрыва, они настолько мощные, что их можно обнаружить на расстоянии более миллиарда световых лет. Слияние нейтронных звезд производит гравитационные волны, которые обнаруживаются обсерваториями на Земле.

Нейтронная звезда формируется, когда у массивной звезды заканчивается топливо, и она коллапсирует сама в себя, образуя невероятно плотную компактную звезду. При достижении определенной массы нейтронные звезды, масса которых обычно больше массы Солнца, коллапсируют в черные дыры.

Ученые искали сигналы гамма-всплесков в 700 коротких гамма-всплесках, обнаруженных обсерваторией Нила Герелса Свифт НАСА, космическим гамма-телескопом Ферми и гамма-обсерваторией Комптона (выведен с орбиты и сгорел в атмосфере Земли в 2000 году). Им удалось выявить картины гамма-излучения, свидетельствующие о столкновении двух нейтронных звезд и последующем образовании черной дыры в двух вспышках, наблюдаемых Комптоном в начале 1990-х годов.

Меганейтронные звезды вращаются почти 78 000 раз в минуту и почти вдвое превышают скорость J1748–2446ad, самого быстрого из когда-либо наблюдаемых пульсаров. Это быстрое вращение позволяет им очень короткое время избегать дальнейшего разрушения, после чего преобразовываются в черную дыру.

Сочетание компьютерного моделирования с архивными данными эксперимента по наблюдению за гамма-всплесками позволило ученым обнаружить сливающиеся звезды, которые были бы слишком слабыми для большинства гравитационно-волновых обсерваторий. Два коротких гамма-всплеска, которые выдали эти массивные сливающиеся звезды, произошли 11 июля 1991 г. и 1 ноября 1993 г.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature. Наблюдения гамма-излучений в сочетании с компьютерным моделированием обеспечивают наиболее глубокие данные о космических объектах.