space

Трехмерная симуляция Суперновых поворачивает вспять взрывов звезд

Категория: Полёты в космос

hi-seasВизуализация изображает звезду перед разрушением и превращением в суперновую. Новая симуляция показала, что частицы, которые образуются перед взрывом, склонны к детонации.

Многочисленные столкновения ультрамассивных суперновых теперь доступны в 3D! Впервые ученым удалось отмотать назад часы, чтобы увидеть финальные моменты, когда частицы своими столкновениями приводят к взрыву.

По мере старения в ядрах массивных звезд накапливаются ионы железа, которые не могут использоваться в качестве топлива. Когда ядро достигает значительных размеров, оно лопается и провоцирует мощный взрыв. Предложенные симуляции начинаются в момент, когда звезда находится на грани взрыва. Можно наблюдать, что слои из которых состоит звезда, собраны в совершенные концентрические кольца. А модели с упрощенными начальными условиями упрямо отказываются взрываться.

Физик и астроном Мичиганского университета и один из авторов работы Шон Коуч : «Большинство симуляций суперновых занимают секунду физического времени. Мы же отмотали часы на 3 минуты назад. Это настоящий вызов, ведь до нас подобное никто не делал. Мы демонстрируем, насколько это имеет важное и большое влияние на схожесть успешных взрывов сверхновых».

Реализация проекта потребовала значительных технологических усилий, потому что моделирование процесса после разрушения не приведет к рождению асуперновой. Сила удара иссякнет и звезда станет черной дырой.

В интервью Space.com Коуч отметил: «Здесь примерно та же разница, что и между луковицей и капустой. Вы режете капусту и на ее внутренней поверхности появляются морщины. Она остается сферической формы, но строение капусты не столь концентрично, как у луковицы».

Эти моменты, когда луковичная модель сморщивается в капустную, намного более сложны. Накануне разрушения, звезда создает достаточную турбулентность, чтобы вытолкнуть систему за край суперновой.

Коуч сообщил, что моделирование трех минут – настоящая технологическая революция. Симуляция на суперкомпьютере заняла месяц, а выполнить ее они могли лишь раз. Поэтому к выбору звезды исследователи подошли крайне тщательно. Выбор пал на звезду, которой 12 миллионов лет. Ее масса в 15 раз превышает массу Солнца. Именно такие звезды часто стают суперновыми.

Сейчас ученые моделируют четыре типа звезд, которые могут привести к появлению сверхновых. Также они надеются растянуть процесс как можно дольше. Коуч считает, что ответить на вопрос, какие силы и процессы в звезде движут ее к суперновой, можно, отмотав время примерно на час перед разрушением.

Сложность моделирования звезд заключается в разнице временных исчислений. Эволюция звезды происходит на протяжении миллионов лет, а механизм образования суперновой длится миллисекунды. Для понятия происходящего за этот отрезок времени требуются невиданные точность и сложные расчеты.

Коуч: «Мы работаем с крайне нереалистичными условиями. Осознание происходящего приходит лишь в последние годы. Сейчас нам нужно узнать подробности образования этих звезд».

Поделиться с друзьями: