Οι προσομοιώσεις 3-D supernova αποκαλύπτουν το μυστήριο των πεθαμένων αστέρων.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον αστρονόμο Monash δημιούργησε μέχρι σήμερα το μεγαλύτερο σταθερό 3-D μοντέλο έκρηξης supernova που οδηγεί σε νετρίνο, βοηθώντας τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τους βίαιους θανάτους των τεράστιων αστεριών.
Η έρευνα, η οποία διεξήχθη με τη χρήση των υπερυπολογιστών Raijin και Magnus στην Αυστραλία και άλλων στη Γερμανία και το Ηνωμένο Βασίλειο, δημοσιεύθηκε στο Μηνιαίο Ενημερωτικό Δελτίο της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας (Royal Astronomical Society’s journal Monthly Notices).
Οι μεγαλύτερες εκρήξεις στο Σύμπαν, οι αποκαλούμενες «σουπερνόβες», συμβαίνουν όταν τα αστέρια, πολλές φορές μεγαλύτερα από τον δικό μας Ήλιο, φθάνουν στο τέλος της ζωής τους και εξαντλούν το πυρηνικό καύσιμο στα κέντρα τους. Σε αυτό το σημείο το πιο εσωτερικό μέρος του αστέρα, ένας πυρήνας σιδήρου ο ίδιος περίπου 1,5 φορές τόσο μεγάλος όσο ο Ήλιος, υποκύπτει στη βαρύτητα και καταρρέει σε ένα εξαιρετικά πυκνό αστέρι νετρονίων μέσα σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.
“Οι επιστήμονες έχουν μπερδευτεί για το πώς η κατάρρευση ενός άστρου μετατρέπεται σε έκρηξη”, δήλωσε ο κύριος συγγραφέας της έρευνας, Δρ. Bernhard Müller, από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας και το Κέντρο Αστροφυσικής του Monash.
“Η ερευνητική ομάδα εργάστηκε για την επίλυση αυτού του προβλήματος και η πιο ελπιδοφόρα θεωρία υποδηλώνει ότι τα ελαφρά και αδύνατα αλληλεπιδρώντα σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα είναι το κλειδί για αυτό”.
Από την επιφάνεια του νεαρού νετρονίου εκπέμπονται τεράστιοι αριθμοί νετρίνων και αν η θέρμανση που προκαλείται από την αρχική κατάρρευση είναι επαρκώς ισχυρή, η θερμότητα με νετρίνο οδηγεί ένα διαρκώς αυξανόμενο κύμα κλονισμού μέσω του αστέρα και η κατάρρευση αντιστρέφεται.
“Οι επιστήμονες έχουν προσπαθήσει επί μακρόν να δείξουν ότι η ιδέα αυτή λειτουργεί με τη βοήθεια προσομοιώσεων υπολογιστών, αλλά τα μοντέλα υπολογιστών συχνά αποτυγχάνουν να εκραγούν και δεν μπορούν να τρέξουν αρκετά ώστε να αναπαράγουν τα παρατηρούμενα supernova “, δήλωσε ο Δρ Müller.
“Αυτό που είναι κρίσιμο για την επιτυχία στο 3-D είναι η βίαιη φθορά του ζεστού και κρύου υλικού πίσω από το κρουστικό κύμα, το οποίο εξελίσσεται φυσικά εξαιτίας της θέρμανσης με νετρίνο”.
Η ομάδα, αποτελούμενη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Monash (Αυστραλία), Πανεπιστήμιο Queen’s Belfast, και το Ινστιτούτο Max Planck για Αστροφυσική (Γερμανία), μίλησαν για τη σύντηξη του οξυγόνου στο πυρίτιο σε ένα αστέρι 18 φορές μεγαλύτερο από τον ήλιο μας για τα τελευταία έξι λεπτά πριν από την σουπερνόβα.
Διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να επιτύχουν μια επιτυχημένη έκρηξη επειδή το κέλυφος πυριτίου-οξυγόνου που κατέρρευσε ήδη αναδεύτηκε έντονα.
Ακολούθησαν την έκρηξη για περισσότερο από 2 δευτερόλεπτα. Αν και εξακολουθεί να διαρκεί περίπου μια ημέρα για να φτάσει το σοκ στην επιφάνεια, θα μπορούσαν να καταλάβουν ότι η έκρηξη και το αστεροειδές νετρονίων άρχισαν να μοιάζουν με αυτά που παρατηρούμε στη φύση.
“Είναι καθησυχαστικό ότι τώρα έχουμε αληθινά μοντέλα έκρηξης χωρίς να χρειάζεται να τα δημιουργούμε με το χέρι”, δήλωσε ο Δρ Bernhard Müller.
