科学家利用模型揭示中子星碰撞的后果：重元素的制造地

导读：核物理学家使用超级计算机对两颗超密集的中子星合并并形成黑洞后留下的极端状态进行建模。

核物理学家使用超级计算机对两颗超密集的中子星合并并形成黑洞后留下的极端状态进行建模。他们的模型显示了这种碰撞是如何驱逐环绕所形成的黑洞的剩余物质的。这种情况创造了宇宙中最重元素产生所需的条件。

几十年来，天文学家和核物理学家一直在努力了解宇宙中的重元素最初是如何和在哪里产生的。这些计算机模拟演示了中子星的碰撞如何创造和排出重元素的。这些模型还说明了这些事件产生的闪光。这些信息可以帮助天文学家更好地检测和研究这些事件。

2017年8月，两颗中子星的碰撞成为有史以来第一个同时探测到引力波和光的事件。这一事件给科学家们提供了一个新的窗口，以了解物质和引力在极端条件下的行为。

研究人员对碰撞中发生的事情的理解，大部分是基于在世界最快的超级计算机上运行的3维多物理模拟。由于极端的重力（需要解决爱因斯坦的广义相对论方程）和控制物质流和驱动强烈湍流的强烈磁场，建模变得非常复杂。

这里报告的模拟是第一批详细跟踪碰撞的长期后果的模拟，在那里，残留的中子星物质盘绕着新形成的黑洞运行。模拟显示了盘中的磁场是如何被扭曲和放大的，并最终驱动强大的相对论喷流和强风。

研究人员发现吸积盘中近一半的质量以这种方式变得不受约束，而且这些物质富含中子，足以为通过反复的快速中子捕获过程形成金和铀等重元素提供必要条件。这些新合成的同位素的放射性将产生可探测的辉光（天文学家在2017年的事件中首次观察到）。通过与新模型结果的比较，科学家可以对此进行更好地理解。