计算机模拟让我们对食人中子星的狂暴行为有了新的认识。

当一颗中子星从一颗亲密的双星伴星中吞噬出物质时，积累的物质的不稳定热核燃烧，可能会产生一次剧烈爆炸，从而将X射线辐射送到整个宇宙。

这些强大的喷发究竟是如何演变并扩散到中子星表面的，这是一个谜。但是，通过尝试用模拟来复制观察到的X射线耀斑，科学家们正在更多地了解它们的来龙去脉，以及产生它们的超密度中子星。

纽约州立大学石溪分校的计算天体物理学家迈克尔·津格尔（Michael Zingale）说：“我们可以通过模拟更详细地看到这些事件的发生。”

“我们想做的一件事就是了解中子星的特性，因为我们想了解物质在中子星的极端密度下是如何表现的。”

中子星是宇宙中密度最大的物体之一。它们是一颗大质量恒星结束生命，耗尽燃料，在超新星爆炸后留下的东西。

然而，当外层物质被喷射到太空中时，恒星的核心在重力作用下坍塌，形成一个直径约20公里（12英里）的超致密球，在这个微小的球体中包装的质量相当于2.3个太阳左右。

说得委婉点，被压得如此密集的物质应该会有点古怪。但是，科学家可以通过研究它们的热核爆发来限制它们的大小，从而帮助建立它们内部的模型。

由于一些原因（距离、危险等），我们不能完全接近中子星更近距离地观察它们，但我们可以收集有关中子星X射线爆发的所有信息，并尝试将模拟结果与观测数据相匹配。

这听起来很简单，但中子星的物理学真的很复杂；模拟它们的行为需要大量的计算能力。

在之前的工作中，研究人员使用橡树岭国家实验室的Summit超级计算机在二维上模拟热核火焰。现在，他们在这项工作的基础上，将他们的模拟扩展到第三维度。

迈克尔·津格尔解释说：“最大的目标总是将这些事件的模拟与我们所观察到的联系起来。我们的目标是了解潜在恒星的样子，探索这些模型在跨维度上的作用是至关重要的。”

3D模型中子星的温度比太阳高数百万倍，自转速度为每秒1000转，这非常接近中子星自转速度的理论上限。然后，他们模拟了热核火焰的早期演化。

虽然，在二维模拟中火焰的传播速度比三维模型稍快，但两种模型的增长趋势非常相似。这种一致意味着，2D模拟仍然是研究这些剧烈爆炸的好工具，但仍有一些事情它不能做。

例如，湍流在二维和三维中的表现不同；但能够使用2D SIM来处理它可以做的部分，将释放计算能力来做其他事情，比如提高燃烧的保真度。

有了这些信息，模拟就可以投入工作，为中子星如何发脾气提供真正的见解。

迈克尔·津格尔说：“我们接近于模拟火焰从极点到极点在整个恒星上传播的过程。这是令人兴奋的。”

这项研究发表在《天体物理学杂志》上。

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结论：这篇文章探讨了计算机模拟在理解食人中子星的狂暴行为方面的重要性。通过对X射线耀斑的模拟，科学家们可以更好地了解这些喷发是如何演变并扩散到中子星表面的，以及它们产生的超密度中子星。然而，这项研究也提醒我们，尽管模拟是一种强大工具，但我们仍有许多事情不能完全掌握，如湍流在二维和三维中的表现，以及模拟中子星的热核爆发如何影响其自转和燃烧的保真度等。总的来说，尽管目前还无法全面理解和预测中子星的行为，但这是一项具有重要价值的研究，它有助于我们逐步揭示宇宙中最神秘和最极端的现象。