Jeden z najpotężniejszych superkomputerów na Ziemi symulował wnętrze gwiazd o niskiej masie, pomagając naukowcom zrozumieć ich ewolucję. Ta nowa symulacja pokazuje, że gwiazdy mogą faktycznie zniszczyć część helu wewnątrz gwiazdy, zamiast wyrzucać go w przestrzeń kosmiczną.
Wykorzystując modele 3D działające na jednych z najszybszych komputerów na świecie, fizycy laboratoryjni stworzyli kod matematyczny, który łamie tajemnicę otaczającą ewolucję gwiazd.
Od lat fizycy teoretyzowali, że gwiazdy o niskiej masie (około jeden do dwóch razy większe od naszego Słońca) wytwarzają duże ilości helu 3 (HHe). Kiedy zużywają wodór w swoich rdzeniach i stają się czerwonymi gigantami, większość ich składu zostaje wyrzucona, co znacznie wzbogaca wszechświat w tym lekkim izotopie helu.
Czerwony olbrzym o niskiej masie
To wzbogacenie jest sprzeczne z przewidywaniami Wielkiego Wybuchu. Naukowcy wysnuli teorię, że gwiazdy niszczą to „Zakładając, że prawie wszystkie gwiazdy szybko się obracają, ale nawet to nie doprowadziło do zgodności wyników ewolucji z Wielkim Wybuchem.
Teraz, modelując czerwonego olbrzyma za pomocą w pełni trójwymiarowego kodu hydrodynamicznego, naukowcy z LLNL zidentyfikowali mechanizm, w jaki sposób i gdzie gwiazdy o niskiej masie niszczą „He”, które wytwarzają podczas ewolucji.
Odkryli, że „Spalanie w obszarze tuż poza rdzeniem helu, wcześniej uważanym za stabilne, stwarza warunki, które napędzają ten nowo odkryty mechanizm mieszania.
Pęcherzyki materiału, lekko wzbogaconego w wodór i znacznie zubożonego w „He”, unoszą się na powierzchni gwiazdy i są zastępowane materiałem bogatym w „He” w celu dodatkowego spalania. W ten sposób gwiazdy niszczą ich nadmiar „He”, nie przyjmując żadnych dodatkowych warunków (takich jak szybki obrót).
„To potwierdza ewolucję elementów we wszechświecie i sprawia, że jest on zgodny z Wielkim Wybuchem” - powiedział David Dearborn, fizyk z Lawrence Livermore National Laboratory. „Poprzedni model jednowymiarowy nie rozpoznał niestabilności wywołanej spaleniem„ He ”.
Ten sam proces dotyczy słońc ubogich w metale o niskiej masie, które mogły być ważniejsze niż gwiazdy bogate w metal, takie jak Słońce, we wcześniejszej części historii galaktyki w określaniu obfitości ośrodka międzygwiezdnego.
Badanie pojawia się w 26 października edycji Science Express.
Wielki Wybuch to naukowa teoria o tym, jak wszechświat wyłonił się z niezwykle gęstego i gorącego stanu około 13,7 miliarda lat temu.
Wielki Wybuch wyprodukował około 10 procent 4He, 0,001 procent³He, a prawie cała reszta składa się z wodoru.
Później gwiazdy o niskiej masie powinny zwiększyć tę produkcję o 0,01 procent. Jednak obserwacje „He w ośrodku międzygwiezdnym pokazują, że pozostaje on na poziomie 0,001 procent. Więc gdzie to poszło?
Właśnie tam wkracza zespół Livermore. Naukowcy z Livermore, Peter Eggleton i Dearborn, współpracowali z Johnem Lattanzio z Center for Stellar and Planetary Astrophysics w Australii, aby stworzyć kod opisujący, w jaki sposób „Spala się podczas formowania się gwiazd, aby makijaż wszechświata po Wielkim Bang się pogodzi.
„Przed naszą pracą zauważono, że„ He w kopercie był w dużej mierze niezniszczalny i zostanie zrzucony później w kosmos, wzbogacając w ten sposób ośrodek międzygwiezdny i powodując konflikt z Wielkim Wybuchem ”- powiedział Eggleton, astrofizyk i lider autor artykułu. „Odkryliśmy, że„ jest on nieoczekiwanie zniszczalny w wyniku procesu mieszania napędzanego przez zjawisko dotychczas ignorowane ”.
Lawrence Livermore National Laboratory, założone w 1952 r., To laboratorium bezpieczeństwa narodowego, którego misją jest zapewnienie bezpieczeństwa narodowego oraz zastosowanie nauki i technologii w ważnych kwestiach naszych czasów. Lawrence Livermore National Laboratory jest zarządzany przez University of California dla amerykańskiego Departamentu Energii National Nuclear Security Administration.
Oryginalne źródło: LLNL News Release
