Po léta se astronomové marně pokoušeli vyhodit do vzduchu hvězdu velikosti Země pomocí řetězců počítačového kódu. Konečně mise splněna. A výsledná 3D simulace odhalila proces krok za krokem, který takovou explozi podporuje.
Přezdívaní bílí trpaslíci, hvězdy velké jako Země a vážící stejně jako Slunce, ukončují svůj život pořádnou show. Když jejich jádrová pec začne vyhořet, bílí trpaslíci vybuchnou v takzvané supernovy typu 1a, o kterých astronomové říkají, že by mohly být zodpovědné za produkci většiny železa ve vesmíru.
Až dosud bylo nahlédnout pod kapotu takové exploze bílého trpaslíka ošidné.
Předchozí pokusy o vytvoření simulované exploze vyžadovaly, aby vědci ručně přikázali počítačovému modelu, aby odpálil hvězdu, což znamenalo, že model nebyl zcela v pořádku, jinak by vytvořil vlastní kataklyzma. Díky dalším úpravám modelů generovali vědci z Chicagské univerzity přirozené detonace bílých trpaslíků ve zjednodušených, dvourozměrných simulacích.
"Objevila se tvrzení, že to nebude fungovat ve 3D," řekl Don Lamb, ředitel Centra pro astrofyzikální termonukleární záblesky na Chicagské univerzitě. S některými extrémními výpočty tým vytvořil 3-Ddetonaci.
Vědci dnes demonstrovali spalování na konferenci "Paths to Exploding Stars" v Santa Barbaře v Kalifornii.
Crashcode
Simulace potvrdila to, co tým již tušil z předchozích testů: Thestars detonují v nadzvukovém procesu připomínajícím spalování naftového motoru.
Na rozdíl od benzínového motoru, ve kterém jiskra zapálí palivo, u dieselového motoru spouští komprese. "Nechcete nadzvukové hoření v carengine, ale spouštění je podobné," řekl člen týmu Dean Townsley ze Společného institutu pro jadernou astrofyziku v Chicagu.
Přestože počítačová simulace zabrala celkem 58 000 hodin a více než 700 počítačových procesorů, skutečný proces od začátku do konce – když hvězda exploduje – se odehrál za pouhé tři sekundy.
"Film" odhalil složitou, ale uspořádanou sérii událostí, které skončily třeskem. Po několika sekundách před hvězdnou konečností se poblíž středu bílého trpaslíka vytvořila virtuální plamenná bublina o průměru asi 10 mil. Obrovská bublina okamžitě vytryskla zhruba 1200 mil k povrchu hvězdy. O sekundu později, na opačném konci hvězdy, tento plamen narazil do sebe a spustil detonaci.
"Zdá se, že dynamika srážky je to, co vytváří lokalizovanou kompresní oblast, kde se detonace projeví," řekl Townsley.
Rozsvícení temnoty
Schopnost provádět supernovy typu 1 zde na Zemi by mohla osvětlit záhadnou sílu zodpovědnou za expanzi - temnou energii.
Zdá se, že tyto supernovy typu 1 explodují přibližně se stejnou intenzitou a astrofyzici této uniformity využili. Kalibrací vzdálenosti ke každé explozi mohou zpřesnit výpočty toho, jak rychle se vesmír během své dlouhé historie rozpínal.
Použili tuto metodu, aby koncem 90. let došli k závěru, že expanze vesmíru se zrychluje. Nález zanechal rýsující se otázku: Jaká síla by mohla tlačit proti gravitaci, aby způsobila houby? Astronomové nazvali vyzyvatele gravitace „temná energie“.
Nové simulace by mohly vědcům pomoci vyladit jejich kalibrace, aby zohlednily drobné odchylky intenzity od jedné supernovy k druhé.
Člen týmu Flash Robert Fisher řekl: "Abyste mohli učinit extrémně přesná prohlášení o povaze temné energie a kosmologické expanze, musíte být schopni porozumět podstatě této variace."
