Один из самых мощных суперкомпьютеров на Земле симулировал внутренности звезд низкой массы, помогая ученым понять их эволюцию. Это новое моделирование показывает, что звезды могут фактически уничтожить часть этого гелия внутри звезды, вместо того, чтобы выбросить его в космос.
Используя трехмерные модели, запущенные на самых быстрых компьютерах в мире, физики Лаборатории создали математический код, раскрывающий тайну эволюции звезд.
В течение многих лет физики теоретизировали, что маломассивные звезды (примерно в два-два раза больше нашего Солнца) производят большое количество гелия-3 («Не»). Когда они истощают водород в своих ядрах, превращаясь в красных гигантов, большая часть их состава выбрасывается, что существенно обогащает вселенную этим легким изотопом гелия.
Маломассовый красный гигант
Это обогащение противоречит предсказаниям Большого взрыва. Ученые предположили, что звезды разрушают этот «Он», предполагая, что почти все звезды быстро вращаются, но даже это не смогло привести результаты эволюции в соответствие с Большим взрывом.
Теперь, моделируя красного гиганта с полностью трехмерным гидродинамическим кодом, исследователи LLNL определили механизм того, как и где звезды с малой массой разрушают «Не, которое они производят в ходе эволюции.
Они обнаружили, что «Он горит в области, находящейся за пределами ядра гелия, который ранее считался стабильным, создает условия, которые управляют этим недавно открытым механизмом перемешивания.
Пузырьки материала, слегка обогащенные водородом и существенно обедненные содержанием «Не», всплывают на поверхность звезды и заменяются «богатым Не» материалом для дополнительного сжигания. Таким образом, звезды уничтожают свой избыток «Не», не принимая никаких дополнительных условий (например, быстрое вращение).
«Это подтверждает то, как элементы развивались во вселенной, и делает его совместимым с Большим взрывом», - сказал Дэвид Дирборн, физик из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. «Предыдущая одномерная модель не распознавала нестабильность, создаваемую сжиганием« Не ».
Тот же процесс применяется к маломассивным металлам бедных солнц, которые, возможно, были более важными, чем богатые металлом звезды, такие как солнце, на протяжении более ранней части галактической истории при определении «Неоднородности межзвездной среды».
Исследование появляется в выпуске Science Express 26 октября.
Большой взрыв - это научная теория о том, как Вселенная возникла из чрезвычайно плотного и горячего состояния около 13,7 миллиардов лет назад.
В результате Большого взрыва было произведено около 10 процентов 4Не, 0,001 процента ³Не, причем почти все остальное состоит из водорода.
Позже, звезды с малой массой должны были увеличить это производство до 0,01 процента Тем не менее, наблюдения «Не в межзвездной среде показывают, что он остается на уровне 0,001 процента. Так, куда это пошло?
Вот тут-то и появляется команда Ливермора. Ученые из Ливермора Питер Эгглтон и Дирборн совместно с Джоном Латтанцио из Центра звездной и планетарной астрофизики в Австралии создали код, который описывает, как «Он горит во время звездообразования, так что состав вселенной после Большой Взрыв примирен.
«До нашей работы было воспринято, что« Он в оболочке был в значительной степени неразрушимым, а затем был бы унесен в космос, обогащая межзвездную среду и вызвав конфликт с Большим взрывом », - сказал Эгглтон, астрофизик и ведущий. автор статьи. «То, что мы находим, это то, что« Он неожиданно разрушаем в результате процесса смешивания, вызванного явлением, которое до сих пор игнорировалось ».
Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса, основанная в 1952 году, является лабораторией национальной безопасности, миссия которой заключается в обеспечении национальной безопасности и применении науки и техники к актуальным проблемам нашего времени. Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса находится в ведении Калифорнийского университета для Национальной администрации по ядерной безопасности Министерства энергетики США.
Источник: LLNL News Release
