雙中子星合併迄今最長模擬過程，揭示黑洞和噴流形成細節

雙中子星合併現場相當極端，涉及許多重要天文物理現象，過去理解雙中子星合併事件的研究多數依賴計算方法，現在科學家釋出迄今最長時間的雙中子星合併模擬過程，可見這場碰撞結果如何迅速塌縮成黑洞，揭示黑洞和噴流形成細節。

雙中子星合併會產生強烈重力波，可以被 LIGO、Virgo 等重力波天文台檢測，幫助我們直接了解中子星系統形成和演化；中子星合併過程也是宇宙重元素形成的重要場所，而藉由觀察中子星合併，科學家可以知曉中子星在極端條件下的物理性質，有助理解物質在高密度環境的行為、推動核物理理論。

最近，來自馬克斯·普朗克引力物理研究所、京都大學基礎物理學研究所、千葉大學、東邦大學的研究人員們利用中子輻射磁流體力學（MHD）框架，對雙中子星合併建立迄今時間最長的模擬，展示合併產生的磁場如何主導噴流，隨後雙中子星系統坍縮成黑洞等動態過程，並預測重力波、電磁輻射、微中子排放等多重訊號。

模擬合併的 2 顆中子星質量分別為太陽 1.25 倍、1.65 倍，過程包含重力場變化、微中子輻射、磁場與流體動力學，接著研究人員觀察到雙中子星合併後迅速塌陷成黑洞，周圍有旋轉的磁盤形結構，最終導致黑洞自轉軸上出現在 Dynamo 機制下由磁場驅動的噴流，亮度約 10 ⁴⁹ erg/s。

團隊發表明雙中子星合併系統能驅使伽馬射線爆發，新模型將幫助改善現有天體物理學理論，並統合中子星合併模型與伽馬射線爆發產生模型。

新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

• Simulation reveals emergence of jet from binary neutron star merger followed by black hole formation
• Breakthrough in simulating how neutron stars collide

（首圖來源：馬克斯·普朗克引力物理研究所）