Ảnh: Nazarii_Neshcherenskyi / Shutterstock / Fotodom
Các nhà khoa học của Đại học bang Pennsylvania đã phát hiện ra rằng neutrino được tạo ra bởi va chạm sao neutron có thể tương tác với vật chất siêu đậm đặc và nóng trong vòng vài mili giây, ảnh hưởng đến chính quá trình hợp nhất. Điều này được báo cáo trong bài báo, được phát hành trên tạp chí Physical Reviews Letters.
Sao neutron là phần còn lại dày đặc của các ngôi sao đã trải qua sự suy sụp hấp dẫn. Một ngôi sao neutron điển hình có đường kính chỉ vài chục km, nhưng khối lượng của nó gấp khoảng 1,5 lần khối lượng Mặt trời. Trước khi sáp nhập, những vật thể này được coi là lạnh, mặc dù nhiệt độ của chúng có thể lên tới hàng tỷ Kelvin. Do mật độ vật chất cao, các photon mất nhiều thời gian để di chuyển từ bên trong ra bề mặt nên chúng đóng vai trò thứ yếu trong việc làm mát ngôi sao, không giống như neutrino, chúng truyền qua vật chất gần như không bị cản trở.
Khi hai sao neutron va chạm nhau, ranh giới của chúng bị nung nóng đến nhiệt độ cực cao (vào khoảng hàng nghìn tỷ kelvin), dẫn đến việc tạo ra các neutrino nóng. Mô phỏng quá trình này trong những khoảnh khắc đầu tiên sau vụ va chạm cho thấy ngay cả những hạt này, vốn hiếm khi tương tác với vật chất, cũng có thể bị vật chất sao neutron bắt giữ do mật độ và nhiệt độ cao tại nơi sáp nhập.
Các neutrino nóng bị kẹt ở ranh giới giữa hai sao neutron trong một vụ va chạm và ở trạng thái nhiệt động không cân bằng với lõi sao neutron vẫn nguội trong 2-3 mili giây. “Cửa sổ” này khi neutrino có thể tương tác với vật chất là một khoảng thời gian tương đối dài. Để so sánh, chu kỳ quỹ đạo của hai ngôi sao ngay trước khi hợp nhất có thể chỉ là một phần nghìn giây.
Sự tương tác của neutrino nóng với vật chất có thể ảnh hưởng đến dao động của tàn dư của các ngôi sao đang hợp nhất, do đó có thể ảnh hưởng đến sóng hấp dẫn và tín hiệu điện từ của vụ sáp nhập. Việc tìm kiếm những dấu hiệu như vậy sẽ cần tới các máy dò sóng hấp dẫn thế hệ tiếp theo.
