768 процессоров и детонацияСоздана трехмерная модель взрыва сверхновой звезды: теперь ученым удастся получить уточняющие данные о Вселенной
Астрофизики из Чикагского университета сумели предельно реалистично взорвать в лаборатории сверхновую звезду. Над моделированием взрыва трое суток подряд трудились 768 процессоров двух суперкомпьютеров Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. За это время удалось детально воспроизвести трехсекундный процесс ядерной детонации белого карлика (сверхплотной звезды) в момент, когда его масса становится больше критической. На обычном ПК это заняло бы лет семь.
Взрывы сверхновых звезд принадлежат к числу самых разрушительных событий во Вселенной, но без них не было бы ни жизни, ни самой Земли. В звездах в ходе термоядерных реакций из водорода и гелия образуется большинство химических элементов: углерод, азот, кислород и так далее вплоть до железа. Но они бы так и остались в остывших ядерных котлах выгоревших звезд, если бы не эти колоссальные взрывы.
Сверхновые звезды бывают нескольких типов, но астрофизикам особенно важны те, что относятся к типу Ia; они всегда имеют одинаковую светимость (яркость), и по ним определяют расстояния до самых далеких галактик. Именно благодаря этим измерениям 10 лет назад было обнаружено, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Загадочную причину этого ускорения назвали “темной энергией”, а чтобы уточнить ее свойства, нужно лучше понимать, как взрываются сверхновые звезды типа Ia.
Если бы не колоссальные взрывы, углерод, азот, кислород и железо так бы и остались в остывших ядерных котлах выгоревших звезд
Белый карлик образуется при угасании небольшой звезды вроде нашего Солнца. Он может существовать вечно, если только его масса не увеличится и не превысит 1,4 солнечной — предел Чандрасекара, названный в честь астрофизика, лауреата Нобелевской премии, который вычислил его в 1931 году. Лишняя масса может падать на белый карлик с соседней звезды, и как последняя капля переполняет чашу, так вещество в центре белого карлика под возросшим давлением теряет устойчивость и происходит взрыв. Он всегда случается при одной и той же массе — потому-то все сверхновые типа Ia имеют одинаковую светимость.
Новая трехмерная численная модель в деталях показала, как разворачивается процесс взрыва. Сначала в самом центре белого карлика, где плотность вещества достигает 2000 тонн на кубический сантиметр, запускается реакция слияния ядер углерода. Образуется раскаленный пузырь поперечником 15 километров, который всего за секунду всплывает на 2 тысячи километров, до самой поверхности звезды. Здесь он разворачивается, подобно цветку, порождая расходящиеся волны вещества. Через 2 секунды волны со всех сторон огибают белый карлик и с огромной силой сталкиваются друг с другом. Часть зажатого ими вещества выбрасывается в космос со скоростью 30 тысяч километров в секунду, а остальное вещество разогревается до 3 миллиардов градусов, и это вызывает общую ядерную детонацию всей звезды.
Расчеты сверхновых чрезвычайно сложны из-за того, что взрыв происходит несимметрично и приходится строить трехмерную модель. До сих пор воспроизвести процесс детонации в таких моделях не удавалось. Теперь у исследователей появляется возможность изучать эффекты, сопровождающие взрывы сверхновых, а через это, возможно, уточнить и наши представления о расширении Вселенной.
--------------------------------------------------------------------------------
Что осталось
Крабовидная туманность в созвездии Тельца — остаток сверхновой, взорвавшейся в 1054 году. Расположена на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. В ее центре находится нейтронная звезда, пульсар PSR B0531+21, диаметром около 10 км.
Александр Сергеев
Для Пятницы
№ 13 (50) 13 апреля 2007
http://friday.vedomosti.ru/article....2007/04/13/9310
Астрофизики из Чикагского университета сумели предельно реалистично взорвать в лаборатории сверхновую звезду. Над моделированием взрыва трое суток подряд трудились 768 процессоров двух суперкомпьютеров Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. За это время удалось детально воспроизвести трехсекундный процесс ядерной детонации белого карлика (сверхплотной звезды) в момент, когда его масса становится больше критической. На обычном ПК это заняло бы лет семь.
Взрывы сверхновых звезд принадлежат к числу самых разрушительных событий во Вселенной, но без них не было бы ни жизни, ни самой Земли. В звездах в ходе термоядерных реакций из водорода и гелия образуется большинство химических элементов: углерод, азот, кислород и так далее вплоть до железа. Но они бы так и остались в остывших ядерных котлах выгоревших звезд, если бы не эти колоссальные взрывы.
Сверхновые звезды бывают нескольких типов, но астрофизикам особенно важны те, что относятся к типу Ia; они всегда имеют одинаковую светимость (яркость), и по ним определяют расстояния до самых далеких галактик. Именно благодаря этим измерениям 10 лет назад было обнаружено, что наша Вселенная расширяется с ускорением. Загадочную причину этого ускорения назвали “темной энергией”, а чтобы уточнить ее свойства, нужно лучше понимать, как взрываются сверхновые звезды типа Ia.
Если бы не колоссальные взрывы, углерод, азот, кислород и железо так бы и остались в остывших ядерных котлах выгоревших звезд
Белый карлик образуется при угасании небольшой звезды вроде нашего Солнца. Он может существовать вечно, если только его масса не увеличится и не превысит 1,4 солнечной — предел Чандрасекара, названный в честь астрофизика, лауреата Нобелевской премии, который вычислил его в 1931 году. Лишняя масса может падать на белый карлик с соседней звезды, и как последняя капля переполняет чашу, так вещество в центре белого карлика под возросшим давлением теряет устойчивость и происходит взрыв. Он всегда случается при одной и той же массе — потому-то все сверхновые типа Ia имеют одинаковую светимость.
Новая трехмерная численная модель в деталях показала, как разворачивается процесс взрыва. Сначала в самом центре белого карлика, где плотность вещества достигает 2000 тонн на кубический сантиметр, запускается реакция слияния ядер углерода. Образуется раскаленный пузырь поперечником 15 километров, который всего за секунду всплывает на 2 тысячи километров, до самой поверхности звезды. Здесь он разворачивается, подобно цветку, порождая расходящиеся волны вещества. Через 2 секунды волны со всех сторон огибают белый карлик и с огромной силой сталкиваются друг с другом. Часть зажатого ими вещества выбрасывается в космос со скоростью 30 тысяч километров в секунду, а остальное вещество разогревается до 3 миллиардов градусов, и это вызывает общую ядерную детонацию всей звезды.
Расчеты сверхновых чрезвычайно сложны из-за того, что взрыв происходит несимметрично и приходится строить трехмерную модель. До сих пор воспроизвести процесс детонации в таких моделях не удавалось. Теперь у исследователей появляется возможность изучать эффекты, сопровождающие взрывы сверхновых, а через это, возможно, уточнить и наши представления о расширении Вселенной.
--------------------------------------------------------------------------------
Что осталось
Крабовидная туманность в созвездии Тельца — остаток сверхновой, взорвавшейся в 1054 году. Расположена на расстоянии около 6500 световых лет от Земли. В ее центре находится нейтронная звезда, пульсар PSR B0531+21, диаметром около 10 км.
Александр Сергеев
Для Пятницы
№ 13 (50) 13 апреля 2007
http://friday.vedomosti.ru/article....2007/04/13/9310