Выровненные спины нейтронных звезд усиливают выбросы и синтез тяжелых элементов
Группа астрофизиков представила трехмерные общерелятивистские магнитогидродинамические симуляции слияния двойных нейтронных звезд равной массы, учитывающие различные конфигурации спинов и перенос нейтрино второго порядка. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
Ученые сравнили три сценария: стандартный случай без вращения (ирротационный), случай с выровненными спинами относительно орбитального углового момента и случай с антивыровненными спинами. Моделирование охватило формирование и раннюю эволюцию долгоживущих остатков.
В случае выровненных спинов наблюдался более обильный выброс холодного нейтронно-богатого вещества в экваториальной плоскости, что привело к развитию сильно коллимированного полярного потока, вырывающегося из остатка и внутренней аккреционной структуры. Это указывает на то, что вращение может существенно влиять на геометрию выбросов.
Напротив, сценарий с антивыровненными спинами привел к более сильному столкновению при слиянии, что нарушило магнитное усиление, загрязнило окружающую среду обломками и затруднило распространение магнитно-ускоренных ветров.
Особый интерес представляет нуклеосинтез. В ирротационном и выровненном случаях интенсивная переработка вещества нейтрино в полярном выбросе произвела около 2,4?10^?3 масс Солнца протонно-насыщенного материала (с долей электронов ?0,49). Это привело к синтезу легких элементов r-процесса, включая никель-56. Радиоактивный распад этого изотопа может породить уникальный электромагнитный сигнал от долгоживущих остатков.
Однако, как отмечают авторы, выбросы остаются слишком плотными и медленными, чтобы соответствовать типичным коротким гамма-всплескам. Работа вносит вклад в понимание того, как спин нейтронных звезд влияет на динамику слияния, магнитные поля и синтез элементов.
