Американские ученые создали трехмерную компьютерную модель, описывающую смерть белых карликов и взрыв, превращающий их в сверхновые.

Серия «снимков» показывает взрыв белого карлика, смоделированный Дональдом Лэмбом и коллегами. Все начинается с образования крайне раскаленной области вблизи центра звезды, которая быстро выталкивается на ее поверхность и разрывается
Зеленым цветом показана поверхность звезды, остальные цвета демонстрируют температуры соответствующих регионов — от более холодных синего и красного до горячих оранжевого и желтого. По мере отрыва раскаленной материи от поверхности карлика, она расширяется и остывает

Белые карлики являются конечным продуктом эволюции небольших звезд, чья масса не превышает 8−10 солнечных. После того, как в недрах звезды прекращаются все термоядерные реакции, она сжимается в очень компактный объект с плотностью порядка 106 г/см3: при массе, сравнимой с массой Солнца, эти объекты имеют размеры, сравнимые с нашей Землей! Эволюция белых карликов сводится к постепенному охлаждению за счет излучения. По мере уменьшения температуры, их цвет постепенно смещается от белого к менее энергетическому красному и так далее, вплоть до полной черноты. Однако если в районе, где расположен белый карлик, оказывается много материи, его может ждать совершенно иная судьба. Притягивая и поглощая дополнительное вещество, белый карлик будет расти. А если масса его дойдет до определенного значения, именуемого пределом Чандрасекара, звезда взорвется, превратившись в сверхновую.

Под руководством Дональда Лэмба (Donald Lamb) создана трехмерная компьютерная модель, описывающая процесс этого взрыва. Для этого были использованы суперкомпьютеры Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе (LLNL) и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBL). В построении модели было задействовано 768 скоростных процессоров, отработавших в сумме 75 часов.

Согласно полученным результатам, взрыв набравшего массу карлика начинается с образования поблизости от центра звезды раскаленного «пузыря» диаметром порядка 15 км. Буквально за секунду это образование выталкивается на поверхность звезды, при этом над точкой выхода образуется гигантское грибовидное облако высотой около 2 тыс. км. Еще через секунду под этим облаком формируются потоки вещества, которые сталкиваются с поверхностью звезды, вызывая ее детонацию. Механизм взрыва можно сравнить с работой дизельного двигателя, в котором топливо воспламеняется за счет сжатия — с той разницей, что в случае с белым карликом сжатие потоков вещества ведет не к химическому, а к термоядерному взрыву. Весь процесс — от образования пузыря до появления сверхновой — занимает около 3 секунд.

В 2004 г. команда Лэмба уже моделировала аналогичный процесс в двухмерном режиме, причем тогда были получены очень похожие результаты. Тем не менее, далеко не все астрономы готовы их признать. Так, например, Стэнфорд Вузли (Stanford Woosley) заявил, что его исследовательская группа проводила аналогичное моделирование, но получила на выходе несколько иную картину. В их модели также наблюдалось образование пузыря, формирование облака и столкновение потоков вещества — однако оно не приводило к финальной детонации белого карлика.

Читайте также: «Карлик-беспредельщик» и «Удивительная история черных дыр».

По информации Science Daily