برای نخستین‌بار، پژوهشگران موفق شدند تولد یک سیاه‌چاله را با جزئیات خیره‌کننده در مدت زمان واقعی ۱.۵ ثانیه شبیه‌سازی کنند؛ رویدادی نادر که نشان می‌دهد چگونه برخورد ستارگان نوترونی می‌تواند به انفجار پرتو گاما، شکل‌گیری سیاه‌چاله و بارش عناصر سنگینی مانند طلا منجر شود.
این شبیه‌سازی پیشرفته توسط تیم پژوهشی مؤسسه فیزیک گرانشی ماکس پلانک و با بهره‌گیری از ابررایانه قدرتمند “فوگاگو” در ژاپن انجام شده است. برای اجرای این مدل‌سازی، بیش از ۱۳۰ میلیون ساعت پردازش روی ۸۰ هزار پردازنده به‌طور هم‌زمان صرف شده که آن را به یکی از بزرگ‌ترین شبیه‌سازی‌های اخترفیزیکی تاریخ بدل کرده است.
مراحل برخورد تا تشکیل سیاه‌چاله: از مارپیچ درونی تا انفجار انرژی
دو ستاره نوترونی با جرم‌هایی برابر ۱.۲۵ و ۱.۶۵ برابر جرم خورشید، طی چندین چرخش و با کاهش انرژی ناشی از امواج گرانشی به هم نزدیک شدند. این مرحله معروف به “مارپیچ درونی” منجر به فروپاشی ساختار ترکیبی و تشکیل یک سیاه‌چاله شد. هم‌زمان، میدان‌های مغناطیسی در دیسک پیرامون سیاه‌چاله تقویت شده و به پرتاب جریانی از انرژی منجر شدند که منشأ انفجار پرتو گاما محسوب می‌شود.
کشف منشأ عناصر سنگین در کیهان؛ طلا از دل ستاره‌های مرده
یکی از مهم‌ترین یافته‌های این مطالعه، تشریح دقیق فرآیند پرتاب ماده به فضا پس از ادغام ستارگان نوترونی است. این مواد تشکیل‌دهنده ابرهای “کیلونووا” هستند که سرشار از عناصر سنگینی مانند طلا و پلاتینیوم‌اند. این شبیه‌سازی نشان داده که برخورد چنین ستارگانی منشأ اصلی تولید این عناصر ارزشمند در جهان است.
رصد چندپیامی؛ راهبردی نوین برای درک بهتر کیهان
این پروژه همچنین گامی مهم در توسعه روش‌های “رصد چندپیامی” است. مدلی که بتواند اطلاعات حاصل از امواج گرانشی، نوترینوها، تابش‌های نوری و پرانرژی را هم‌زمان پیش‌بینی کند، امکان کشف دقیق‌تر رویدادهای کیهانی را فراهم می‌سازد.
دستاورد تازه مؤسسه ماکس پلانک نه‌تنها درک ما از فرآیندهای مرگ ستاره‌ها را گسترش داده، بلکه راهی جدید برای توضیح منشاء عناصر سنگین و پیوند میان انفجارهای پرتوگاما، امواج گرانشی و تشکیل سیاه‌چاله‌ها ارائه داده است؛ گامی بزرگ در شناخت منشأ کیهان و خود ما در دل آن.
