Računalniško modeliranje osvetljuje kaotično notranjo strukturo supernove

Eksplozija supernov ustvarja težke elemente, veliko število zvezd, planetov in na koncu življenje. Te brutalne eksplozije so osnova za vse, kar vidimo v vesolju, toda za tako temeljni pojav zelo malo vemo, kako in zakaj eksplodirajo.

V novi študiji, ki jo je izvedla mednarodna ekipa astrofizikov, je bilo izvedeno kompleksno računalniško modeliranje, ki je bilo namenjeno ponovnemu ustvarjanju procesov, ki se pojavljajo znotraj supernove. Kot je bilo pričakovati, je dinamika znotraj zlomljive zvezde zelo kompleksna, vendar ta model naredi znanstvenike, da razumejo, kaj se zgodi z supernovo med eksplozijo.

Leta 1987 je supernov (1987A) eksplodiral v Velikem Magellanovem oblaku, bližnji pritlikavi galaksiji 168.000 svetlobnih let od nas. Ta dogodek je povzročil zmedo v astronomski skupnosti. Kot veliko kozmičnih pojavov, to, kar je videl, ni popolnoma ustrezalo teoretičnim pričakovanjem. Pri proučevanju razširjenega oblaka razbitin supernove so astronomi opazili, da se je material, ki ga je nedavno izločila eksplozija, začel mešati z materialom, ki je proizvedel zvezdo, ki je bila izločena nekaj časa prej. Ta zmeda je bila nepričakovana, zato je bilo treba teoretični model revidirati. Obstoječi model predpostavlja koncentrično, v obliki lupine, strukturo diferenciranih elementov znotraj zvezde, ki bo kmalu postala supernova. Ko se masivna zvezda zruši pod vplivom gravitacijskega krčenja (po izčrpanju termonuklearnega goriva v jedru), se ustvari ogromno nevtrin, ki hitro črpa energijo iz notranjosti zvezde. Ta učinek hitrega stiskanja pospeši segrevanje.

"Zaradi tega se hitreje segreva in zažge gorivo, kar vodi k ustvarjanju še več nevtrinov in proces izgine iz nadzora," pravi astrofizik W. David Arnett z Univerze v Arizoni.

V poskusu, da bi razumeli ta proces, so se astrofiziki za pomoč obrnili na superračunalnike. Pogosto zaradi tehničnih omejitev raziskovalci ustvarijo enodimenzionalni ali dvodimenzionalni model in lahko samo predpostavljajo, kaj se bo zgodilo v tridimenzionalnem modelu. Medtem ko se dejanski proces odvija znotraj plasti supernove.

Arnett, ki je sodeloval z Caseyjem Mikinom in Nathanom Smithom iz državne univerze v Arizoni, in Maximom Wialletom iz inštituta Max-Planck za astrofiziko v Nemčiji je razvil popoln tridimenzionalni model supernove. »Še vedno imamo koncentrične kroge, pri čemer so najtežji elementi na sredini in najlažji elementi na vrhu. Ampak to se zgodi, dokler nekdo ne premeša vsega tam,« je dejal Arnett. "Ko se približujemo eksploziji, dobimo tokove, ki mešajo material skupaj, zaradi česar zvezda pljune material, dokler ne dobimo eksplozije."

Računalniško modeliranje osvetljuje kaotično notranjo strukturo supernove

Modelne fotografije, ki prikazujejo sežig kisika v plaščem ovojnici supernove

"Kar vidimo v ostankih supernove, je izmet zvezdnega materiala pred eksplozijo, pomešan z materialom, ki je bil izstreljen neposredno med eksplozijo. Drugi modeli tega ne morejo razložiti," je dejal.

S pomočjo teleskopov, kot sta Katzmanov avtomatizacijski teleskop (KAIT) in Palomarjeva supernova tovarna, ki opazujeta zvezde, ki postajajo nestabilne, so nam na voljo več dejstev o smrti zvezde.

Komentarjev (0)
Iskanje