Изучение турбулентности, бушующей внутри далеких звезд

С помощью программы трехмерного моделирования "PROMPI" были созданы отличные новые визуализации, демонстрирующие турбулентный поток энергии внутри далеких звезд. Эту программу ученые используют для исследования внутреннего строения звезд с целью понимания науки о звездной эволюции и черных дырах.

В течение многих лет ученые использовали одномерные модели для объяснения и понимания того, как устроены звезды и как они эволюционируют со временем. Но эти модели часто ограничены в том, насколько хорошо они могут объяснить структуру звезд, поскольку дают очень общий взгляд на всю звезду, а не предлагают детальный анализ.

Однако новое исследование, проведенное под руководством докторанта Кила Федерико Раззути, помогает сделать эти модели более точными, используя трехмерное гидродинамическое моделирование для изучения слоев звезды и ее химического состава гораздо более подробно, чем это было возможно раньше.

Как и планеты, звезды имеют несколько слоев, и для данного исследования были использованы текущие данные предыдущих 1D моделирований, к тому же учёные сосредоточились на небольшом участке звезды в мельчайших подробностях – в данном случае на слое, известном как неоно-сжигающая оболочка.

Они провели гидродинамические симуляции, используя имеющиеся данные, и рассмотрели, как жидкости перемещаются внутри слоя, которым они ограничены, и как они увлекают за собой некоторые материалы из соседних слоев – процесс, известный как захват, а также как эти химические вещества перемещаются между границами слоя, известными как конвективные границы.

Эти симуляции обеспечивают беспрецедентную степень реализма в воспроизведении среды внутри звезды, но, что более важно, они также подчеркивают ограничение текущих 1D моделей. Таким образом, эти результаты должны сыграть огромную роль в повышении точности этих моделей, что в свою очередь поможет нам понять структуру астрономических явлений, таких как черные дыры, сверхновые и нейтронные звезды.

Ведущий автор работы Федерико Риццути говорит, что «мы живем в увлекательные времена, когда вычислительные ресурсы, к которым мы имеем доступ сегодня, позволяют запускать симуляции, о которых еще несколько лет назад можно было только мечтать. Понимание происходящего внутри звезд поможет нам пролить свет на многие аспекты Вселенной, в которой мы живем, от динамики нашего Солнца до самых далеких черных дыр».

Исследование, проведенное под руководством ученых Университета Киля, было недавно опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.