Supernoova plahvatus tekitab raskeid elemente, paljusid tähti, planeete ja lõpuks elu. Need julmad plahvatused on aluseks kõikidele, mida näeme Universumis, kuid sellise fundamentaalse nähtuse kohta teame väga vähe, kuidas ja miks nad plahvatavad.
Uues uuringus, mille viis läbi rahvusvaheline astrofüüsikute meeskond, viidi läbi keeruline arvutimudel, mille eesmärk oli taastada supernova sees toimuvad protsessid. Ootuspäraselt on kokkuvariseva tähe sees olev dünaamika väga keeruline, kuid see mudel teeb teadlastele aru, mis toimub supernovaga plahvatuse ajal.
1987. aastal plahvatas Supernova (1987A) Suure Magellani Pilves, lähedalasuvas kääbus galaktikas 168 000 valgusaasta. See sündmus põhjustas astronoomilistes kogukondades segadust. Nagu paljud kosmilised nähtused, ei vastanud ta täpselt teoreetilistele ootustele. Supernova prahi laieneva pilve uurimisel on astronoomid märganud, et plahvatuse poolt hiljuti väljatõmmatud materjal hakkas segama tähte tekitanud materjaliga, mis väljaheideti mõnda aega varem. See segadus oli ootamatu, nii et teoreetilist mudelit tuli muuta. Olemasolev mudel eeldab konsentrilist kuju, diferentseeritud elementide struktuuri star sees, mis on muutumas supernovaks. Kui massiivne tähe kaob gravitatsioonilise kokkutõmbumise tagajärjel (pärast selle tuuma tuumakütuse ammendumist), tekib tohutu hulk neutriinode, mis tõmbab kiiresti energiat tähtede sisemusest. See kiire tihendamise efekt kiirendab kütmist.
"See muudab selle soojemaks ja põletab kütust kiiremini, mis omakorda toob kaasa veelgi rohkem neutriinode loomist ja protsess läheb kontrolli alt välja," ütleb Astrona Ülikoolist astrofüüsik W. David Arnett.
Püüdes seda protsessi mõista, pöördusid astrofüüsikud abi saamiseks superarvutite poole. Sageli tekitavad teadlased tehniliste piirangute tõttu ühemõõtmelist või kahemõõtmelist mudelit ja saavad teha ainult eeldusi selle kohta, mis toimub kolmemõõtmelisel mudelil. Kuigi tegelik protsess toimub supernova kihtide sees.
Arnett, töötades koos Arizona State University Casey Mikini ja Nathan Smithiga ning Max-Plancki astrofüüsika instituudi Maxim Wialletiga, töötas välja supernoova täieliku kolmemõõtmelise mudeli. „Meil on ikka veel kontsentrilised ringid, kus kõige raskemad elemendid on keskel ja kõige kergemad elemendid. Aga see juhtub, kuni keegi segab kõike ümber,” ütles Arnett. "Kui läheneme plahvatusele, saame voolu, mis segavad materjali kokku, põhjustades tähe sülitada materjali, kuni me plahvatuse saame."
Mudeli fotod, mis illustreerivad hapniku põletamist kihilise supernova ümbrikus
"See, mida näeme supernoova jäänustes, on tähtkujulise materjali väljatõmbamine enne plahvatust, segatuna otse plahvatuse ajal välja lastud materjaliga. Teised mudelid ei saa seda seletada," ütles ta.
Teleskoobide, näiteks Katzmani automaatse kujutise teleskoobi (KAIT) ja Palomar Supernova tehase abil, vaadates ebastabiilseteks muutuvateks tähtedeks, saavad meile kättesaadavaks rohkem fakte surma kohta.
