Računalniški modeli še naprej igrajo vedno večjo vlogo pri znanstvenih odkritjih. Vse od prvih trenutkov po velikem poku do možnosti za nastanek življenja na drugih planetih je bilo tarča nekakšnega računalniškega modela. Zdaj znanstveniki iz Laboratorij za astrofiziko velikega poka RIKEN spreminjajo to skoraj vseprisotno orodje v zelo nasilen dogodek – Supernove tipa Ia . Njihovo delo je zdaj privedlo do bolj niansiranega razumevanja učinkov teh pomembnih dogodkov.
Supernove tipa Ia so vrsta supernove, ki se pojavljajo v binarnih zvezdnih sistemih – natančneje v sistemih z a beli škrat zvezda. Sčasoma bo belemu pritlikavcu zmanjkalo goriva za pogon svoje jedrske reakcije. Vendar pa lahko v nekaterih primerih snov iz zvezde spremljevalke ponovno vžge reakcije belega pritlikavka, kar bi lahko nato povzročilo dogodek jedrske fuzije, ki bi povzročil supernovo tipa Ia in ustvaril vse naravno prisotne težke elemente z atomsko maso, večjo od železo.
Ko beli škrat eksplodira, ustvari udarni val, znan kot a ostanek . Znano je, da se ti ostanki razlikujejo skupaj z eksplozijo, ki jih je ustvarila, vendar ni bilo v resnici jasno, kako in zakaj.
Tu nastopi računalniška simulacija. Ekipa pri RIKEN-u, ki jo vodi fizik Gilles Ferrand, je dejansko razvila dva različna modela – enega za modeliranje same eksplozije supernove in enega za modeliranje ostanka.
Spektakularen primer ostanka supernove.
Zasluge: NASA
Skupina RIKEN je želela nadzorovati dve glavni spremenljivki kot del modela eksplozije. Prvi je bil, kako natančno se vname pobegla reakcija, ki je povzročila supernovo. Drugi je bil, kako se ta eksplozija širi skozi kolapsirajočo zvezdo.
Izhodi iz različnih modelov, ustvarjenih s to metodologijo, so bili nato vključeni v simulacijo ostanka supernove. Dr. Ferrand in njegova ekipa sta opazila, da obstajajo štiri glavne kategorije, v katere je mogoče razvrstiti ostanke na podlagi nekaterih spremenljivih podrobnosti dejanske eksplozije, ki jih je povzročila.
Prvo je bilo število točk, na katerih se začne eksplozija supernove. Dve široki kategoriji za to spremenljivko sta, da bi se eksplozija začela na nekaj različnih mestih ali na več mestih hkrati po vsej zvezdi.
Druga spremenljivka obravnava koncept, znan kot deflagracija, ki je opredeljen kot 'turbulenten ogenj, ki se premika počasneje od hitrosti zvoka.' Druga možnost je, da se te deflagracije občasno spremenijo v izjemno hitro premikajočo se detonacijo. Deflagracijske požare povzročajo eksplozije, ki sprožijo supernovo, toda hitrost, s katero se premikajo, bi lahko močno vplivala na ostanek.
Supernova G292.0+1.8. Tako kot večina supernov je eksplodirala v gostiteljski galaksiji - pravzaprav naši. Zasluge: Chandra.
Združevanje vseh teh spremenljivk v model celotnega ostanka omogoča raziskovalcem, da opredelijo štiri različne vrste ostankov, ki so posledica štirih različnih vrst eksplozij. Ker so ostanki še vedno vidni stotine let po tem, ko se zgodi supernova, ki jih je ustvarila, bi lahko bilo razumevanje njihove oblike in nato vrnitev k vrsti supernove, ki jo je povzročila, še posebej koristno za razumevanje pogostosti različnih vrst zvezdnih eksplozij.
Nekega dne bo morda celo obstajal računalniški model, ki bi lahko natančno napovedal, kakšen ostanek bi ustvarila dana supernova, preden je sploh viden. Sliši se kot dobro nadaljnje delo za dr. Ferranda in njegovo ekipo.
Nauči se več:
RIKEN - Simulacije supernove razkrivajo, kako zvezdne eksplozije oblikujejo oblake naplavin
UT - Osončje že 33.000 let leti skozi ruševine supernove
UT - Najden nov ostanek supernove iz eksplodirajoče zvezde belega pritlikavka
Vodilna slika:
Umetniška upodobitev ostanka supernove, ki raste iz prvotne eksplozije, medtem ko jo je oblikovala.
Zasluge: Ferrand in vsi, dovoljenje Ameriškega astronomskega društva
