Doppelneutronensterne: Umkreisen und Verschmelzung
Visualisierung einer Neutronensternverschmelzung
Dieses Video zeigt eine Computersimulation der Verschmelzung zweier Neutronensterne mit dreidimensionalen Visualisierungen der Daten. Die Simulation zeigt ein Ereignis wie das, das für die Gravitationswellen verantwortlich ist, die 2017 von LIGO und Virgo bei der Verschmelzung eines Neutronensternpaars (GW170817) entdeckt wurden.
Die wissenschaftlichen Details sind in dieser Veröffentlichung beschrieben: W. Kastaun and F. Ohme, “Numerical inside view of hypermassive remnant models for GW170817”, Phys. Rev. D 104 (2021)
Das Video zeigt Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe „Beobachtung und Simulation von kollidierenden Binärsystemen“ am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut, AEI) Hannover.
Die Simulationen und das Raytracing wurden von Wolfgang Kastaun auf dem „Holodeck“-Cluster des AEI durchgeführt.
Dank an das SOHO-Observatorium für die Bilder der Sonne, an „Smarter Every Day“ für die Zeitlupenaufnahmen eines Vogels und an die Entwickler von Blender, der freien Open-Source-Software für Raytracing.
Visualisierung einer Neutronensternverschmelzung
Verschmelzung von zwei Neutronensternen (mit Magnetfeldern)
Dieser Film zeigt die Endstadien der Verschmelzung zweier Neutronensterne. Neutronensterne sind dichte Objekte, die bei bestimmten Supernova-Explosionen entstehen. Sie konzentrieren sich etwa 1,5 Sonnenmassen auf einen Radius von weniger als 20 km. Außerdem können sie extreme Magnetfelder haben. Die Verschmelzung zweier Neutronensterne gilt als Quelle der häufig beobachteten so genannten kurzen Gammastrahlenausbrüche und ist auch die wahrscheinlichste Quelle für die Entstehung schwerer Elemente im Universum, wie zum Beispiel Gold.
In dem Film stellen die weißen Oberflächen die Oberflächen der beiden Neutronensterne und des verschmolzenen Objekts dar. Letzteres kollabiert nach einer Weile zu einem Schwarzen Loch, das zur besseren Sichtbarkeit gelb dargestellt ist. Danach erzeugen verschiedene Verstärkungseffekte starke Magnetfelder in der Nähe des Schwarzen Lochs, die als transparente Farben dargestellt sind. Das Magnetfeld spielt wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Gammastrahlenemission, aber der genaue Mechanismus wird immer noch erforscht, insbesondere mit Hilfe von Computersimulationen, wie sie diesem Film zugrunde liegen.
Dieser Film basiert auf Simulationen, die in T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolfi, A. Endrizzi, L. Baiotti, and R. Perna, “Binary neutron star mergers and short gamma-ray bursts: Effects of magnetic field orientation, equation of state, and mass ratio”, Phys. Rev. D 94, 064012 (2016) beschrieben werden.
Hinweis: Die Veröffentlichung von Filmen und Bildern bedarf der schriftlichen Einwilligung und erfolgt nur unter Nennung der Rechteinhaber. Bitte kontaktieren Sie das AEI-Pressebüro zwecks Einholung der Genehmigung.
Danksagung:
Diese Ergebnisse wurden mit Unterstützung der folgenden Förderungen erzielt: PRACE grant GRSimStar (PI Giacomazzo), MIUR FIR grant No. RBFR13QJYF (PI Giacomazzo)
Bildrechte:
Visualisierung: W. Kastaun (University of Trento und Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)
Numerisch-relativistische Simulation: T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolf und A. Endrizzi (University of Trento)
Verschmelzung zweier Neutronensterne (mit Magnetfeldern)
Verschmelzung von zwei Neutronensternen (ohne Magnetfelder)
Dieser Film zeigt die Endstadien der Verschmelzung zweier Neutronensterne. Neutronensterne sind dichte Objekte, die bei bestimmten Supernova-Explosionen entstehen. Sie konzentrieren sich etwa 1,5 Sonnenmassen auf einen Radius von weniger als 20 km. Die im Film gezeigte Verschmelzung geschieht in Wirklichkeit viel schneller, innerhalb von weniger als einer Hundertstelsekunde, und erzeugt starke Gravitationswellen. Die von den verschmelzenden Neutronensternen ausgestoßene Materie ist auch die wahrscheinlichste Quelle für die Entstehung schwerer Elemente im Universum, wie zum Beispiel Gold.
In diesem Film wird ein kurzlebiger Neutronenstern erzeugt, der schnell zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die weißen Oberflächen stellen die Oberflächen der beiden Neutronensterne und des verschmolzenen Objekts dar. Der Horizont des Schwarzen Lochs ist als schwarze Oberfläche dargestellt. Der Film zeigt auch, dass der Überrest von einer Trümmerscheibe aus heißem Plasma umgeben ist, die viel dichter ist als jede andere Materie auf der Erde. Diese Scheibe wird als transparente Schichten visualisiert.
Hinweis: Die Veröffentlichung von Filmen und Bildern bedarf der schriftlichen Einwilligung und erfolgt nur unter Nennung der Rechteinhaber. Bitte kontaktieren Sie das AEI-Pressebüro zwecks Einholung der Genehmigung.
Dieser Film basiert auf Simulationen, die in T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolfi, A. Endrizzi, L. Baiotti, and R. Perna, “Binary neutron star mergers and short gamma-ray bursts: Effects of magnetic field orientation, equation of state, and mass ratio”, Phys. Rev. D 94, 064012 (2016) beschrieben werden.
Danksagung:
Diese Ergebnisse wurden mit Unterstützung der folgenden Förderungen erzielt: PRACE grant GRSimStar (PI Giacomazzo), MIUR FIR grant No. RBFR13QJYF (PI Giacomazzo)
Bildrechte:
Visualisierung: W. Kastaun (University of Trento und Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)
Numerisch-relativistische Simulation: T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolf und A. Endrizzi (University of Trento)
Verschmelzung zweier Neutronensterne (ohne Magnetfelder)
Neutronenstern-Verschmelzung
Dieser Film zeigt die Endstadien der Verschmelzung zweier Neutronensterne. Neutronensterne sind dichte Objekte, die bei bestimmten Supernova-Explosionen entstehen. Sie konzentrieren sich etwa 1,5 Sonnenmassen auf einen Radius von weniger als 20 km. Die im Film gezeigte Verschmelzung geschieht in Wirklichkeit viel schneller, innerhalb von weniger als einer Hundertstelsekunde, und erzeugt starke Gravitationswellen. Die von den verschmelzenden Neutronensternen ausgestoßene Materie ist auch die wahrscheinlichste Quelle für die Entstehung schwerer Elemente im Universum, wie zum Beispiel Gold.
In diesem Film wird ein kurzlebiger Neutronenstern erzeugt, der schnell zu einem Schwarzen Loch kollabiert. Die weißen Oberflächen stellen die Oberflächen der beiden Neutronensterne und des verschmolzenen Objekts dar. Der Horizont des Schwarzen Lochs ist als schwarze Oberfläche dargestellt. Der Film zeigt auch, dass der Überrest von einer Trümmerscheibe aus heißem Plasma umgeben ist, die viel dichter ist als jede andere Materie auf der Erde. Diese Scheibe wird als transparente Schichten visualisiert.
Hinweis: Die Veröffentlichung von Filmen und Bildern bedarf der schriftlichen Einwilligung und erfolgt nur unter Nennung der Rechteinhaber. Bitte kontaktieren Sie das AEI-Pressebüro zwecks Einholung der Genehmigung.
Dieser Film basiert auf Simulationen, die in T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolfi, A. Endrizzi, L. Baiotti, and R. Perna, “Binary neutron star mergers and short gamma-ray bursts: Effects of magnetic field orientation, equation of state, and mass ratio”, Phys. Rev. D 94, 064012 (2016) beschrieben werden.
Danksagung:
Diese Ergebnisse wurden mit Unterstützung der folgenden Förderungen erzielt: PRACE grant GRSimStar (PI Giacomazzo), MIUR FIR grant No. RBFR13QJYF (PI Giacomazzo)
Bildrechte:
Visualisierung: W. Kastaun (University of Trento und Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)
Numerisch-relativistische Simulation: T. Kawamura, B. Giacomazzo, W. Kastaun, R. Ciolf und A. Endrizzi (University of Trento)
