Miks on tähed naughty? 3D simulatsioonid näitavad salapäraste geiserite päritolu

Miks on tähed naughty? 3D simulatsioonid näitavad salapäraste geiserite päritolu

Snapshot alates vahustatud gaasi modelleerimisest, mis peidab tähe 80 korda nii suurt kui Päike. Tähekujulise südamiku intensiivne valgus surub heliumiga täidetud välised sektsioonid, mille tõttu visatakse materjal geiseritena välja. Tugevad värvid viitavad suurema intensiivsusega aladele. Läbipaistev lilla - gaasi tihedus ja kergemad märgistatud piirkonnad

Astrofüüsikud on lõpuks leidnud selgituse ootamatute meeleolu ja meeleolude muutuste kohta mõnes maailma suurimas, kõige heledamas ja haruldasemas tähes. On teada, et heledad sinised muutujad vilguvad perioodiliselt pimestavates vilkumistes, mida tähistatakse tähtede geiseritena. Need võimsad pursked vabastavad väärtuslikke materjale kosmosesse (sageli planeedi koosseisu) mõne päeva jooksul. Kuid selle ebastabiilsuse põhjus kümnete aastate jooksul jäi saladuseks.

Nüüd näitavad uued 3D-simulatsioonid, et massiivse tähe väliskihi turbulentne liikumine tekitab tihedaid tähe materjale. Nad püüavad heledaid heledat valgust (nagu purjetamine), õmblema materjali kosmosesse. Pärast piisava massi väljatõmbumist rahuneb täht enne selle väliskihi uuesti moodustumist ja tsükkel ei käivitu uuesti. On oluline, et teadlased mõistaksid tähtede geiserite ilmumise põhjust, sest iga äärmiselt suur täht läheb tõenäoliselt osa elust heleda sinise muutujana. Need suured tähed, hoolimata väikestest kogustest, määravad suures osas galaktilise evolutsiooni tähe tuulte ja supernova plahvatuste kaudu. Veelgi enam, pärast surma jätavad nad maha mustad augud. Heledad sinised muutujad (LBV) on haruldased objektid, mistõttu piimatee sees ja selle ümbruses on täheldatud ainult umbes tosin sellist kohta. Suured tähed suudavad 100 korda ületada päikeseenergiat ja läheneda teoreetilisele piirile. LBV on ka uskumatult särav, kus mõned on meie tähe ees 1 miljon korda!

Teadlased usuvad, et äärmusliku gravitatsioonimaterjali ja äärmusliku heleduse vastandumine toob kaasa need ulatuslikud purunemised. Kuid fotoni absorptsioon aatomi poolt eeldab, et elektronid ühendatakse orbiidiga aatomi tuuma ümber. Kõige sügavamates ja kõige kuumemates tähtkihtides toimib aine nagu plasm, mille elektronid ei ole seotud aatomitega. Jahedamates välimistes kihtides hakkavad elektronid naasma oma kohalikesse aatomitesse ja on seetõttu võimelised fotoneid uuesti absorbeerima.

Varajaste selgituste kohaselt prognoositi, et sellised elemendid nagu heelium välimistes kihtides on võimelised absorbeerima piisavalt fotone, et ületada gravitatsiooni ja välgata välguna. Kuid lihtsad ühemõõtmelised arvutused ei suutnud seda hüpoteesi kinnitada: väliskihid ei näinud piisavalt tihedaid, et püüda valguse ja ülekoormuse raskust. Kuid need lihtsad arvutused ei kajastanud massiivse tähe keerulise dünaamika täielikku pilti. Teadlased otsustasid kasutada realistlikumat lähenemist ja loonud üksikasjaliku 3D-arvutimulatsiooni, kuidas aine, soojus ja valgusvoog puutuvad kokku hiiglaslike tähtedega. Arvutustes kulus arvutiprotsessorile üle 60 miljoni tunni.

Simulatsioonides oli väliskihi keskmine tihedus lennuki materjali jaoks liiga madal, nagu prognoositi ühemõõtmeliste arvutustega. Kuid uued näitasid, et konvektsioon ja segamine välimistes kihtides põhjustasid mõnede piirkondade tiheduse kui teised ja väljutasid. Sellised pursked esinevad ajavahemike (päevad või nädalad) ajal, kui täht “pakseneb” ja selle heledus kõikub. Arvatakse, et sellised tähed suudavad igal aastal kaotada 10 miljardit triljonit tonni materjali, mis on kaks korda suurem Maa massist.

Teadlased kavatsevad simulatsioonide täpsust parandada, lisades muid mõjusid, nagu tähe pöörlemine. See hõlbustab materjali väljatõrjumist kiirelt pöörleva ekvaatori lähedusse, mitte fikseeritud postidesse.

Kommentaarid (0)
Otsing