En neutronstjärna uppstår som slutprodukt när stjärnor gjort slut på sitt bränsle. Det sker då stjärnan stöter bort sina
yttre lager och en gravitationskollaps inträffar genom att stjärnans
kvarvarande delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande
massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den till en supernova. Återstoden blir
en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner och övrigt material
utspritt som rester från supernovan.
Fusioner mellan svarta hål och neutronstjärnor i
täta stjärnhopar är helt olikt de som bildas i isolerade regioner där stjärnorna
är få. De tillhörande funktionerna av dessa händelser kan vara avgörande för
studier av gravitationsvågors källa. Dr Manuel Arca Sedda vid Institutet för
astronomisk databehandling vid Heidelbergs universitet kom till denna slutsatsi en studie där datorsimuleringar av stjärnor mycket mer massiva än vår sol
simulerades till avslutning som en supernova och då blev en neutronstjärna eller ett
svart hål.
Neutronstjärnor avger regelbundna strålningspulser
som gör detektering av dem möjlig. I augusti 2017, till exempel upptäcktes för
första gången en dubbel neutronstjärnefusion. Svarta hål å andra sidan förblir
oftast dolda eftersom deras gravitationella attraktion är så stark att ljus
inte kan avges från de svarta hålet vilket gör dem osynliga för
elektromagnetiska detektorer.
Om två svarta hål går samman kan händelsen vara
osynlig men kan ändå upptäckas från ringar i rumtiden i form av så kallade
gravitationsvågor. Vissa detektorer som "Laser Interferometer
Gravitational Waves Observatory" (LIGO) i USA, kan upptäcka dessa vågor.
Den första lyckade direkta observationen gjordes 2015. Signalen genererades från en fusion av två svarta hål.
Men denna händelse kanske inte är den enda källan
till gravitationsvågor. De kan kanske även komma från sammanslagningen av två
neutronstjärnor eller ett svart håls med en neutronstjärna. Att upptäcka
skillnaderna mellan dessa scener är utmaningarna skriver Dr Arca Sedda i
rapport. Det är detta han försökt hitta lösningen till i sina
datasimuleringar. Han använde detaljerade datorsimuleringar för att studera
samspelet mellan ett system som består av en stjärna och ett kompakt objekt
såsom ett svart hål och ett tredje massivt objekt vilket krävs för en fusion.
Resultaten visar att sådana tre-kroppsinteraktioner faktiskt kan bidra till
svarta hål- neutronstjärnefusioner i täta stjärnregioner som i klotformiga
stjärnhopar. "En speciell familj av dynamiska fusioner som skiljer sig
helt från fusioner i isolerade områden kan då definieras", förklarar Manuel
Arca Sedda.
Fusionen av ett svart hål med en neutronstjärna
observerades första gången av gravitationsvågobservatorier i augusti 2019 i stjärnklustret NGC-3201.
Ett forskningsområde (min anm.) som är otroligt
svårt kan vi se det som. Att skilja olika slag av fusioner är något som är
något för de med stort tålamod och ytterlig noggrannhet som forskningsområde.
Bild NGC 3201 ett stjärnkluster i riktning mot
stjärnbilden Seglet på södra stjärnhimlen fotograferat av Rymdteleskopet
Hubble.
