-
Engineering and technology
- Modelling and simulation
Massieve sterren zijn fundamentele motoren in de kosmische evolutie. Door hun overvloedige ioniserende straling en energetische explosies geven ze sterke stralings- en kinetische terugkoppeling aan hun omgeving. Ze sturen ook de chemische evolutie van hun gastheren aan. Ondanks hun belang zijn er nog grote onzekerheden in ons begrip van massieve sterren, waaronder processen zoals massaverlies, interacties met nauwe metgezellen en de vorming van compacte objecten aan het einde van hun evolutie. De detectie van zwaartekrachtgolven van samensmeltende compacte objecten introduceert een belangrijke nieuwe manier om deze processen te bestuderen, met een bijbehorende grote inspanning van de astrofysische gemeenschap om te begrijpen hoe deze bronnen worden gevormd en hoe de waargenomen steekproef kan worden gebruikt om de bestaande onzekerheden te beperken. Belangrijke vragen die cruciaal zijn om deze problemen op te lossen zijn:
- Welke tussenfasen in de vorming van zwaartekrachtgolfbronnen kunnen hun evolutie verankeren?
- Kunnen we individuele voorlopers van gravitatiegolfbronnen in het nabije heelal identificeren?
- Hoe verhouden de uiteindelijke eigenschappen van een massieve ster zich tot de resulterende compacte objecten die ze vormen?
Om deze problemen aan te pakken, wil het STAR-GRASP project een nieuw theoretisch raamwerk ontwikkelen om beperkingen van elektromagnetische waarnemingen te verbinden met de waargenomen bronnen van zwaartekrachtgolven. Om dit te bereiken zullen we uitgebreide simulaties uitvoeren van de evolutie van enkele en binaire sterren, waarbij hun hele leven vanaf hun geboorte tot hun uiteindelijke dood als samensmeltende compacte objecten wordt bestreken. Dit zal meerdere voorspellingen opleveren over de eigenschappen van binaire systemen met ten minste één compact object, evenals over de elektromagnetische transiënten die geassocieerd worden met hun vorming. Onze nieuwe theoretische voorspellingen zullen in het komende decennium getest kunnen worden, met de komst van grootschalige multi-epoch onderzoeken van stellaire systemen en voorbijgaande elektromagnetische gebeurtenissen, en met de snel groeiende steekproef van waargenomen coalescenties van compacte objecten.