Зіткнення нейтронних зірок призводить до народження чорної діри
Що відбувається, коли в глибинах космічного простору стикаються дві нейтронні зірки? Використовуючи складну математичну модель вчені НАСА створили візуалізацію буйства величезних кількостей енергії і вырожденной матерії, задіяних у цьому неймовірно потужний космічний катаклізм. Нейтронні зірки представляють собою залишки від вибухів наднових, якими закінчується життєвий цикл зірок, маса яких перевищує масу Сонця в 8 - 30 разів. Так як вибухи наднових відбуваються у Всесвіті досить часто, то ймовірність того, що дві нейтронні зірки можуть зустрітися один з одним, досить висока.
Зустріч двох нейтронних зірок в просторі починається з того, що ці два об'єкти, що володіють величезною масою, "заплутуються" у взаємних гравітаційних обіймах. Далі розвиток подій може піти двома шляхами. У першому випадку при зіткненні нейтронних зірок відбувається один з найсильніших вибухів, що супроводжується неймовірно потужним викидом гамма-випромінювання (Gamma-Ray Burst, GRB).
Але, математична модель, розрахована вченими з Центру космічних польотів НАСА імені Годдарда, демонструє другий варіант розвитку подій. Моделювання починається з того, що дві нейтронні зірки "встановлюються" на відстані близько 18 кілометрів один від одного. При цьому варто взяти до уваги, що нейтронні зірки, маса яких в 1.5 - 1.7 разів перевищує масу Сонця, є крихітними, за космічними мірками, об'єктами, діаметр яких коливається в районі 20 кілометрів. В результаті такої невідповідності маси і об'єму, нейтронні зірки мають найсильнішими гравітаційними та магнітними полями, а чайна ложка матерії нейтронної зірки важить стільки ж, скільки важить гора Еверест на Землі.
Неймовірно високі гравітаційні сили, що діють в районі нейтронної зірки, є причиною того, що матерія не може перебувати в традиційному для неї вигляді, у вигляді окремих атомів. В таких умовах атоми матерії руйнуються, а сама матерія переходить у вигляд вырожденной нейтронної матерії, в якому будова самих нейтронів перешкоджає "схлопування" нейтронної зірки в сингулярність і перетворенню її в чорну діру.
Але якщо до маси вырожденной матерії нейтронної зірки додасться ще таку ж кількість, то гравітаційні сили зможуть подолати опір нейтронів і нічого не зможе послужити перешкодою руйнування утворилася в результаті зіткнення нейтронних зірок структури.
Математична модель показує, що періодичні неймовірно потужні гравітаційні взаємодії двох нейтронних зірок зламують тонку оболонку обох зірок, що призводить до викиду в навколишнє простір величезних кількостей матерії та енергії у вигляді випромінювання. Процес зближення двох нейтронних зірок відбувається дуже швидко протягом часток секунди, а в результаті зіткнення виходить тороидальное кільце матерії, в центрі якого з'являється новонароджена чорна діра.
Математичне моделювання таких високоенергетичних подій має важливе значення не тільки для розуміння історії походження більшості чорних дір. Такі події є джерелом, з якого з'являються самі важкі хімічні елементи у Всесвіті, більш важкі, ніж залізо, які не можуть утворитися жодним іншим шляхом. А це вказує на важливе значення нейтронних зірок і пов'язаних з ними процесів в складній хімії Всесвіту, в якій важкі елементи відіграють далеко не останню роль.