Prvý realistický 3D model supernovy

Poznáte tie najoslnivejšie výbuchy vo vesmíre? Nazývame ich supernovy. Ako ale tieto supernovy vznikajú? Čo ich spôsobuje?

V štúdii Astrophysical Journal Letters vedci ukázali prvý 3D realistický model v okamihu spadnutia vonkajších vrstiev obrej hviezdy na vnútorne jadro.

Najprv sa ale pozrieme na obrie hviezdy na sklonku života.

V jadrách sa po mnohých miliónov rokov jadrové reakcie dostali na úroveň, keď vzniká železo. Železo je prvok, ktoré pri zrážkach jeho atómov spotrebovává energiu. Chýba tak energia k boju voči mohutnej gravitácii. Vytvorení železného jadra 1,4 hmotnosti Slnka tak predstavuje pre hviezdu konečnú. Gravitácia stlačí vonkajšie vrstvy k jadru a behom pár milisekúnd sa vytvorí razová vlna z neutrín, ktorá spustí kataklyzmu neuveriteľných rozmerov. Dokonca i železo, ktoré sa za normalných okolnosti vyhýba zrážkam k vytvoreniu ťažších jadier, je viac než len ochotné. Viete si predstaviť tú obrovskú teplotu, blížiac sa k pár miliardam stupňov Celzia? V okamihu supernovy teploty ľahko prekračujú tie najvyššie vo vesmíre, okrem samotného Veľkého tresku.

V štúdii Astrophysical Journal Letters vedci ukázali prvý 3D realistický model v okamihu spadnutia vonkajších vrstiev obrej hviezdy na vnútorne jadro.

Sean Couch, MsÚ asistent profesora fyziky a astronómie a hlavný autor štúdie, si pochvaľuje: „Je to úžasný, významný krok k tomu, aby sme pochopili deje odohrajúc v okamihu supernovy.“

Pokusy vedcov v minulosti modelovať supernovy narážal na fakt, že simulácie sú v jednorozmernej a dvojrozmernej dimenzii. Náš celý viditeľný vesmír je priestorovo trojrozmerný. Pomiňme teórie o superstrunách, vznášajúce sa v mnohorozmernom svete. Zatiaľ sú len obyčajnými teóriami, nie možnou realitou.

Prečo vedci vedeli využiť len modelovanie o jednom (resp. dvoch) rozmere? Dosť ich brzdil pomalý hardvér a softvér. Pri nedávnom vývoji IT technológii už hravo zvládli modelovať komplikované procesy, dejúce sa v obrej hviezde.

Druhým orieškom z minulých simulácii bol tvar hviezdy. Bol dokonalé sférický (guľový). Realný tvár hviezdy ale nie je dokonale guľový. Má záhyby, protuberancie, erupcie, stále sa vlnivý povrch granúl či jemné predivo koróny siahajúce do obrovských vzdialenosti. To všetko poznáme od našej hviezdy, Slnka. Ak supernova vzniká prepadnutím vonkajších vrstiev do vnútorných, i tieto vplyvy treba zarátať. Minulé modely tak boli týmto indisponované, ale 3D model ponúka realistický pohľad na kataklyzmu, ktora sa odohráva v jadrách obrích hviezd na sklonku ich krátkeho života. Je to len prvý model, čakajú nás v budúcnosti mnoho ďalších.

Zdroj:
Seeing triple: New 3-D model could solve supernova mystery (sciencedaily.com)
Supernova (en.wikipedia.org)