Експлозията на свръхновите създава тежки елементи, голям брой звезди, планети и, в крайна сметка, живот. Тези брутални експлозии са в основата на всичко, което виждаме във Вселената, но за такъв фундаментален феномен знаем много малко за това как и защо те експлодират.
В ново проучване, проведено от международен екип от астрофизици, беше извършено сложно компютърно моделиране, целящо да пресъздаде процесите, протичащи вътре в суперновата. Както се очакваше, динамиката в срутващата се звезда е много сложна, но този модел кара учените да разберат какво се случва със свръхнова по време на експлозия.
През 1987 г. свръхнова (1987A) експлодира в Големия Магеланов облак, близката галактика джудже от 168 000 светлинни години от нас. Това събитие предизвика известно объркване в астрономическата общност. Както много космически явления, това, което видя, не отговаря точно на теоретичните очаквания. При изучаването на разрастващия се облак от отломки на свръхновите, астрономите забелязват, че материалът, който наскоро е бил изхвърлен от експлозията, започва да се смесва с материала, който произвежда звездата, която е била изхвърлена преди известно време. Това объркване беше неочаквано, така че теоретичният модел трябваше да бъде преразгледан. Съществуващият модел предполага концентрично, под формата на черупка, структура на диференцирани елементи вътре в звездата, която предстои да се превърне в супернова. Когато масивна звезда се срине под действието на гравитационното свиване (след изчерпване на термоядреното гориво в ядрото), се генерират огромни количества неутрино, които бързо черпят енергия от вътрешността на звездата. Този ефект на бърза компресия ускорява нагряването.
"Това го прави по-бързо загряване и изгаряне на гориво, което от своя страна води до създаването на още повече неутрино и процесът излиза извън контрол", казва астрофизикът У. Дейвид Арнет от университета в Аризона.
В опит да разберат този процес астрофизиците се обърнаха към суперкомпютри за помощ. Често, поради технически ограничения, изследователите създават едномерен или двуизмерен модел и могат само да правят предположения за това какво ще се случи в триизмерния модел. Докато действителният процес се извършва вътре в слоевете на суперновата.
Арнет, работещ с Кейси Микин и Нейтън Смит от Държавния университет в Аризона, както и с Максим Вале от Института за астрофизика "Макс-Планк", Германия, разработи пълен триизмерен модел на супернова. "Все още имаме концентрични кръгове, като най-тежките елементи в средата и най-леките елементи на върха. Но това се случва, докато някой не смеси всичко там", казва Арнет. "Докато се приближаваме към експлозията, получаваме потоци, които смесват материала заедно, причинявайки звездата да изплюе материала, докато не получим експлозия."
Моделни снимки, илюстриращи изгарянето на кислород в слоестата обвивка на суперновата
"Това, което виждаме в остатъците на свръхновите е изхвърлянето на звезден материал преди експлозията, смесен с материал, изхвърлен директно по време на експлозията. Други модели не могат да обяснят това", каза той.
С помощта на телескопи като Катманския автоматичен телескоп (KAIT) и фабриката за суперновата на Паломар, гледайки звездите, които стават нестабилни, стават достъпни още факти за смъртта на звездата.
