Моделирование сверхновой показало, как звездные взрывы формируют облака мусора. Теперь астрономы смогут лучше интерпретировать наблюдения остатков сверхновых благодаря компьютерному моделированию этих катастрофических событий астрофизиками RIKEN.
Когда определенные типы звезд умирают, они гаснут в невероятно мощном взрыве, известном как сверхновая. Одна из наиболее распространенных форм сверхновой — тип Ia — начинается с плотного белого карлика, который сжег весь свой водород. Материя, исходящая от звезды-компаньона, запускает реакцию ядерного синтеза в карлике, вызывая массивный пожар, который создает многие из более тяжелых элементов во Вселенной. Они выбрасываются наружу в светящемся облаке, который несет на себе отпечаток взрыва.
Астрофизики разработали трехмерное компьютерное моделирование, воссоздающее сверхновые. Оно состоит из двух этапов: первый моделирует сам взрыв сверхновой, а второй использует его в качестве входных данных для модели остатка сверхновой.
Последние симуляции команды сосредоточены на двух аспектах сверхновых: как взрыв воспламеняется внутри белого карлика и как горение разрывает звезду. Воспламенение может начаться всего в нескольких местах внутри белого карлика, или оно может быть запущено во многих точках одновременно. Между тем, горение может быть дефлаграцией — турбулентным огнем, который движется медленнее, чем местная скорость звука, — или оно может включать дефлаграцию с последующей сверхзвуковой детонацией.
Сложив эти варианты по-разному, исследователи создали четыре модели остатка сверхновой. Каждая модель имеет свои отличительные особенности. Например, сверхновая с несколькими точками воспламенения и дефлаграционным взрывом образовала остаток с симметричной оболочкой, смещенной от центра взрыва. Напротив, моделирование с использованием нескольких точек воспламенения и детонации привело к образованию остатка, в котором половина внешней оболочки была вдвое толще другой половины. Остатки моделирования дефлаграции также показали неожиданные «швы» из более плотного материала.
Эти результаты показывают, что лучшее время, чтобы увидеть отпечаток сверхновой на ее остатке, — примерно через 100–300 лет после взрыва. Этот отпечаток дольше виден в сверхновых с меньшим количеством точек воспламенения, и все остатки в моделировании в целом стали сферическими в течение 500 лет. Эти результаты помогут астрономам интерпретировать наблюдения остатков сверхновых.
Читать также:
Самое штормовое место на Земле: почему пролив Дрейка — опаснейший путь в Антарктику.
Астрофизики смоделировали первые триллионные доли секунды Большого взрыва.
На спутнике Сатурна нашли идеальные условия для зарождения жизни.