Вчені вперше провели тривимірне моделювання всієї фази еволюції зірки завдяки новим технологіям моделювання.
Міжнародна група дослідників під керівництвом фізиків з Кільського університету використовувала комп’ютерне моделювання для побудови тривимірної моделі для вивчення «фази ядерного горіння» зірки з безпрецедентним рівнем деталізації і реалізму. Технологія дозволяє простежити еволюцію зірки від раннього розвитку цієї фази до її повного виснаження.
Велика частина наукового розуміння зірок і їх життєвих циклів виходить з одновимірних моделей, які сильно обмежені у своїй точності і кількості деталей, пояснюють вчені. Складні процеси всередині зірок викликають безліч невизначеностей, які можуть зробити ці симуляції ненадійними.
Моделювання еволюції неонової оболонки в гігантській зірці. Відео: Keele University
Прогрес в потужності обчислювальних пристроїв дозволив дослідникам провести 3D-моделювання конвективної палаючої неонової оболонки в зірці з масою у 20 разів більше, ніж у Сонця. Тривимірна гідродинамічна проекція, заснована на незмінних вхідних умовах з одновимірної зоряної моделі, працює безперервно з моменту раннього розвитку зірки до повного вичерпання палива.
За допомогою моделювання вчені вивчили складну взаємодію між ядерними реакціями і турбулентністю в зоряних шарах. Аналіз показав, що ядерні реакції на цій фазі ефективні, вони швидко споживають паливо, зупиняючи рух елементів між шарами зірки. Дослідники змогли вивчити, які хімічні елементи були використані і зроблені за час горіння.
Можливість моделювати в об’ємних умовах тривалі періоди життя зірки допоможуть більше дізнатися про їх еволюції і відповісти на деякі фундаментальні питання астрофізики.