Ученые впервые провели трехмерное моделирование всей фазы эволюции звезды благодаря новым технологиям моделирования.
Международная группа исследователей под руководством физиков из Кильского университета использовала компьютерное моделирование для построения трехмерной модели для изучения «фазы ядерного горения» звезды с беспрецедентным уровнем детализации и реализма. Технология позволяет проследить эволюцию звезды от раннего развития этой фазы до ее полного истощения.
Большая часть научного понимания звезд и их жизненных циклов исходит из одномерных моделей, которые сильно ограничены в своей точности и количестве деталей, объясняют ученые. Сложные процессы внутри звезд вызывают множество неопределенностей, которые могут сделать эти симуляции ненадежными.
Прогресс в мощности вычислительных устройств позволил исследователям провести 3D-моделирования конвективной горящей неоновой оболочки в звезде с массой в 20 раз больше, чем у Солнца. Трехмерная гидродинамическая проекция, основанная на неизменных входных условиях из одномерной звездной модели, работает непрерывно с момента раннего развития звезды до полного исчерпания топлива.
Мы запускали 3D-моделирование процессов внутри звезды на протяжение достаточно долгого времени, чтобы увидеть эволюцию одной целой «фазы ядерного горения», чего раньше никогда не делали.
Федерико Риццути, соавтор исследования
С помощью моделирования ученые изучили сложное взаимодействие между ядерными реакциями и турбулентностью в звездных слоях. Анализ показал, что ядерные реакции на этой фазе эффективны, они быстро потребляют топливо, останавливая движение элементов между слоями звезды. Исследователи смогли изучить, какие химические элементы были использованы и произведены за время горения.
Возможность моделировать в объемных условиях длительные периоды жизни звезды поможет больше узнать об их эволюции и ответить на некоторые фундаментальные вопросы астрофизики. «Это даст нам новую информацию о том, как звезды живут и умирают, и производят ли они взрывы сверхновых, нейтронные звезды и черные дыры, когда они умирают», — добавляет Рицутти.
Читать далее:
Оказалось, что уровень сахара в крови снижает популярный в России напиток
Спустя 17 лет космический корабль НАСА STEREO-A пролетел мимо Земли
Физики показали, как звук может передаваться через вакуум
На обложке: Изображение от wirestock на Freepik