محاكاة سوبر نوفا ثلاثية الأبعاد تعيد الساعة إلى الوراء في انفجارات النجوم

انهيار نجم هائل

يصور هذا التصور نجمًا ضخمًا على وشك الانهيار والانفجار إلى مستعر أعظم. وجد الباحثون في المحاكاة الجديدة أن التجاعيد التي تظهر قبل الانهيار مباشرة ضرورية للانفجار. (رصيد الصورة: S.M Couch)



النجوم الهائلة تنهار في انفجارات سوبرنوفا فائقة الكتلة - الآن في صورة ثلاثية الأبعاد! لأول مرة على الإطلاق ، أعاد الباحثون عقارب الساعة إلى الوراء في اللحظات الأخيرة للنجم لمحاكاة كيف أن التجاعيد في انهياره العنيف تؤدي إلى انفجار هائل.



مع تقدم النجوم الضخمة في العمر ، فإنها تكوِّن المزيد والمزيد من الحديد في نواتها ، والذي لا يمكن للنجم استخدامه كوقود. في النهاية ، عندما يصبح اللب كبيرًا بدرجة كافية ، فإنه ينهار ، وفي بعض الأحيان ، يتسبب في انفجار ضخم. تبدأ معظم عمليات المحاكاة بنجم على وشك الانهيار ، مع وجود طبقات مختلفة داخل النجم في حلقات متحدة المركز مثالية. لكن النماذج ذات شروط البداية المبسطة ترفض بعناد التفجير.

قال شون كوتش ، الفيزيائي والفلكي في جامعة ولاية ميتشيغان والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية الجديدة: 'تتبع جميع عمليات محاكاة المستعر الأعظم تقريبًا حوالي ثانية واحدة من الوقت المادي'. ما فعلناه كان مختلفًا ، أعدنا عقارب الساعة إلى الوراء 3 دقائق. هذا حقا صعب. لم يتم القيام به من قبل. ثم نظهر أن هذا له تأثير مهم وكبير على احتمالية نجاح انفجارات المستعر الأعظم. [صور سوبر نوفا: صور رائعة لانفجارات النجوم]



قال كوتش إن مثل هذا العمل الفذ كان يتطلب الكثير من الناحية التكنولوجية ، لكنه ثبت أنه ضروري لأن النماذج التي بدأت فور الانهيار لن تنفجر في سوبر نوفا. وبدلاً من ذلك ، ستتلاشى الصدمة ، وسيصبح النجم المنهار ثقبًا أسود.

قال كاوتش لـ ProfoundSpace.org: 'إنه الفرق بين البصل' - نقطة البداية القديمة والمبسطة - 'والملفوف'. 'أنت تقطع الملفوف ، وهناك تجاعيد من الداخل. إنها لا تزال في الأساس كرة ، لكنها ليست ذات طبقات مركزة مثل البصل.

تلك اللحظات القليلة الإضافية ، حيث أتيحت الفرصة لنموذج 'البصل' للتجعد إلى 'ملفوف' مثل نجم حقيقي معقد قبل الانهيار ، يبدو أنها تسبب اضطرابًا كافيًا لدفع النظام إلى حافة مستعر أعظم.



قال كوتش إن مجرد نمذجة تلك الدقائق الثلاث الإضافية في الزمن كان تحديًا تقنيًا كبيرًا - فقد استغرقت المحاكاة على الكمبيوتر العملاق حوالي شهر واحد حتى تكتمل ، وكان بإمكانهم تشغيلها مرة واحدة فقط. لذلك ، اختار الباحثون نجمهم بعناية: نجم عمره حوالي 12 مليون سنة ، و 15 ضعف كتلة الشمس ، ظنوا أنه من المحتمل أن يتحول إلى مستعر أعظم.

لتوسيع نطاق أبحاثهم ، يقوم العلماء بنمذجة أربعة أنواع من النجوم التي يعتقدون أنها قد تؤدي إلى مستعرات أعظم ، ويأملون في دفع المحاكاة إلى الوراء أكثر في الوقت المناسب. قال كوتش إنه قد يكون من الممكن فهم ونمذجة القوى داخل نجم ، للذهاب إلى ما يصل إلى ساعة قبل الانهيار. (وصفه Couch بأنه تحدٍ ملحمي).

قال كوتش إن الصعوبة في نمذجة النجوم تكمن في الاختلاف في المقاييس الزمنية - يتطور النجم على مدار ملايين السنين ، لكن آلية المستعر الأعظم تكون على مقياس ملي ثانية. هناك حاجة إلى مستويات لا تصدق من الدقة والتعقيد لفهم ذلك بالمللي ثانية.



نحن نعلم أننا نعمل في ظروف أولية غير واقعية ؛ قال كوتش: `` لقد ظهر فقط في العامين الماضيين فقط وهو ما يهم. 'ما نتعلمه الآن هو أن تفاصيل هذه النجوم مهمة.'

تم تفصيل البحث في طبعة 21 يوليو من مجلة الفيزياء الفلكية .

أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى سارة لوين على slewin@demokratija.eu أو اتبعها تضمين التغريدة .تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .