МОСКВА, 23 сен - РИА Новости. Ученые построили трехмерную компьютерную модель взрыва сверхновой звезды, которая поможет понять механизмы, запускающие термоядерную реакцию внутри небесного тела, сообщается в статье авторов исследования, принятой к публикации в октябрьском номере Astrophysical Journal.
Несмотря на свое название, сверхновыми звездами принято называть звезды на завершающей стадии своей эволюции, когда происходит взрыв вещества звезды и та прекращает свое существование. Взрывы сверхновых - самые яркие события во вселенной, которые по своей яркости могут превосходить свечение целых галактик.
В работе Энн Алмгрен (Ann Almgren), Джона Белла (John Bell) и Энди Нонаки (Andy Nonaka), сотрудников Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, США речь идет о сверхновых звездах типа Ia.
Считается, что все взрывы сверхновых звезды такого типа примерно одинаковы по своим параметрам, а потому могут использоваться в качестве источников эталонного сигнала для изучения эволюции всей Вселенной. Изучение взрывов сверхновых типа Ia позволило ученым установить, что Вселенная расширяется с ускорением.
Однако, насколько такое предположение об универсальности всех сверхновых типа Ia справедливо, ученым до последнего времени было неизвестно, так как не были установлены детальные механизмы, запускающие взрыв звезд такого типа.
Согласно теории, сверхновые типа Ia образуются из так называемых "белых карликов". Это холодные и тяжелые ядра прогоревших звезд, таких, например, как наше Солнце, состоящие преимущественно из углерода и кислорода. Атомы этих элементов формируются в результате термоядерных реакций, поддерживавших свечение звезды в прошлом.
Тем не менее, термоядерные реакции в такой звезде могут снова начаться, если неподалеку от нее окажется еще одна звезда. В этом случае "белый карлик" постепенно перетягивает на себя часть звездного вещества с соседней звезды, увеличивая свою массу и плотность. Этот процесс и заканчивается взрывом звезды, однако некоторые его детали оставались загадочными до сих пор.
Для изучения этих процессов ученые применили вычислительные мощности суперкомпьютера, а для расчетов использовали специально разработанный код. Этот код изначально предназначен для изучения процессов, скорость которых не превышает скорости звуковых волн, что значительно снижает объем необходимых вычислений.
Таким образом, ученые смогли построить трехмерную картину происходящего в недрах будущей сверхновой всего за несколько часов до взрыва.
Увеличение давления и температуры внутри звезды запускает в ней конвекцию вещества, которая напоминает кипение на медленном огне. Более горячее вещество в ядре звезды становится легче окружающей материи и начинает бурлить, отводя тепло к внешним краям небесного тела. Так продолжается в течение нескольких столетий, пока со временем нагревание центра звезды не ускоряется до такой степени, что исходящие из ядра звезды потоки материи уже не успевают отводить энергию к краям.
После этого происходит разогрев одного или нескольких участков внутри звезды до 1 миллиарда градусов Цельсия, что приводит к запуску термоядерной реакции и практически к мгновенному распространению её по всей звезде, что сопровождается взрывом сверхновой.
Вычисления ученых позволили наблюдать этот процесс в трех измерениях и подтвердили прежние догадки о том, что первоначально хаотическое бурление вещества звезды становится более упорядоченным, а потоки материи начинают периодически перемещаться от одного края ядра звезды к другому.
В дальнейшем авторы публикации намерены усложнить свои вычисления, поскольку одной подобной вычислительной работы недостаточно для построения полной картины происходящего в недрах небесного тела.
"Нам необходимо изучить эффект вращения звезды, попытаться увеличить разрешение вычислений, а также изучить влияние изначального состава звезды", - прокомментировал публикацию Майк Зингали (Mike Zingale), соавтор статьи из Университета Стони Брук в Нью-Йорке.
