3D симулацията на свръхнова връща часовника при експлозии на звезди

Масивен колапс на звездата

Тази визуализация изобразява масивна звезда, която е на път да се срути и да експлодира в свръхнова. Изследователите откриха в новата симулация, че бръчките, които се развиват точно преди срутването, са от решаващо значение за детонацията. (Изображение кредит: S. M. Couch)



Огромни звезди се срутват при ултрамасивни експлозии на свръхнови - сега в 3D! За първи път изследователите върнаха часа назад в последните мигове на звездата, за да симулират как бръчките в нейния насилствен срив предизвикват огромна експлозия.



С възрастта на огромните звезди те натрупват все повече и повече желязо в ядрата си, което не може да се използва от звездата като гориво. В крайна сметка, когато ядрото стане достатъчно голямо, то се срутва и понякога предизвиква огромна експлозия. Повечето симулации започват със звезда, която вече е на ръба на колапса, с различните слоеве вътре в звездата в перфектни концентрични пръстени. Но моделите с тези опростени условия на стартиране упорито отказват да духат.

„Почти всички симулации на свръхнови следват около 1 секунда от физическото време“, казва Шон Коуч, физик и астроном от Държавния университет в Мичиган и водещ автор на новия доклад. „Това, което направихме по различен начин, беше, че върнахме часовника назад 3 минути. Това е наистина предизвикателство; никога досега не е правено. След това показваме, че това има важно и голямо влияние върху вероятността за успешни експлозии на свръхнова. [Снимки на свръхнова: страхотни изображения на звездни експлозии]



Подобен подвиг беше много технологично взискателен, но се оказа необходим, тъй като моделите, започващи точно при срива, просто нямаше да експлодират в свръхнова, каза Куч. Вместо това шокът щеше да изчезне, а падащата звезда ще се превърне в черна дупка.

„Това е разликата между един лук“ - старата опростена отправна точка - „и зелето“, каза Куч пред demokratija.eu. - Нарязваш зеле, а отвътре има бръчки. Това все още е сфера, но не е толкова концентрично наслоена, колкото ще бъде лукът.

Тези допълнителни моменти, когато моделът „лук“ имаше шанса да се набръчка в „зеле“, по -скоро като сложна, истинска звезда, преди да се срути, изглежда предизвикват достатъчно турбуленция, за да изтласкат системата през ръба в свръхнова.



Само моделирането на тези допълнителни 3 минути назад във времето беше огромно технологично предизвикателство, каза Куч - симулацията на суперкомпютъра отне около месец, за да завърши, и те можеха да я изпълнят само веднъж. Следователно изследователите са избрали внимателно своята звезда: една на около 12 милиона години и 15 пъти по -голяма от масата на Слънцето, която според тях вероятно ще стане свръхнова.

За да разширят изследванията си, учените моделират четири типа звезди, които смятат, че биха могли да доведат до свръхнови, и се надяват да прокарат симулацията още по -назад във времето. Кауч каза, че може да е възможно да се разберат и моделират силите в една звезда, да се стигне до един час преди колапса. („Епично предизвикателство“, нарече го Кауч.)

Трудността при моделирането на звездите е разликата в сроковете, каза Куч - звезда се развива в продължение на милиони години, но механизмът на свръхнова е в милисекунден мащаб. Необходими са невероятни нива на точност и сложност, за да се разбере тази милисекунда.



„Знаем, че работим с нереалистични първоначални условия; това излезе наяве едва през последните няколко години, че има значение - каза Куч. 'Това, което научаваме сега, е, че детайлите на тези звезди имат значение.'

Изследването е подробно описано в Изданието на The Astrophysical Journal от 21 юли .

Изпратете имейл на Сара Левин на slewin@demokratija.eu или я последвайте @SarahExplains .Последвай ни @Spacedotcom , Facebook и Google+ . Оригинална статия на demokratija.eu .