Симуляции сверхновых объяснили массовое распределение нейтронных звезд
Астрофизики представили теоретические расчеты, которые впервые связывают механизмы взрывов сверхновых с наблюдаемым распределением масс нейтронных звезд. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
В основе исследования лежат трехмерные симуляции коллапса ядра массивных звезд. Используя связь между структурой ядра и гравитационной массой образовавшегося компактного объекта, авторы восстановили теоретическую массовую функцию нейтронных звезд.
Полученная модель хорошо объясняет наблюдаемую форму массового распределения: от нижнего пика около 1,35 массы Солнца до протяженного хвоста в сторону более тяжелых объектов. Это важный шаг к согласованию теории сверхновых с данными телескопов.
В работе также рассматривается влияние так называемых островов формирования черных дыр — диапазонов масс, при которых коллапс ведет к образованию черной дыры, а не нейтронной звезды. Последующая аккреция вещества, по расчетам, дополнительно меняет итоговое распределение.
Отдельное внимание уделено скоростям, с которыми рождаются компактные объекты. Для менее массивных нейтронных звезд ожидаются меньшие толчки, для более массивных — в среднем большие. Этот эффект, как показано, сдвигает наблюдаемую функцию масс в нужную сторону.
Авторы оценивают долю рождающихся черных дыр примерно в 21 процент. Полученная цифра согласуется с современными представлениями о популяции компактных объектов во Вселенной.
Итог исследования: теория сверхновых вплотную подошла к тому, чтобы количественно объяснить ключевые наблюдаемые параметры нейтронных звезд и черных дыр. Дальнейшее сопоставление расчетов с наблюдениями обещает быть продуктивным, отмечают ученые.
