در قلب ستارگان در حال مرگ چه می گذرد... 
قلب پنهان یک ابرنواختر شبیه سازی شد قلب پنهان یک ابرنواختر شبیه سازی شد/ در قلب ستارگان در حال مرگ چه می گذرد اولین لحظات مرموز شکل گیری یک ابرنواختر و آنچه در هنگام مرگ در قلب یک ستاره می گذرد از نیم ثانیه قبل از مرگ تا دو ساعت پس از آن به شکل سه بعدی شبیه سازی شده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، این شبیه سازی می تواند به دانشمندان کمک کند با بازبینی متعدد بقایای یک انفجار بزرگ ستاره ای چگونگی آغاز این انفجار و دلیل تنوع بقایای به جا مانده از آن را کشف کنند.
"هانس توماس جانکا"از موسسه ماکس پلانک معتقد است این اولین مدلهای سه بعدی هستند که با آغاز انفجار ستاره ای و شکل گرفتن ساختار ابرنواختران در ارتباطند. شبیه سازی جدید همچنین مضنون اصلی که از درون منجر به مرگ ستاره های عظیم می شوند را کشف کرده است: سیلهایی متشنج از ذرات تحت اتمی به ناو "نوترینوها".
قلب پنهان ابرنواختران
ستارگان در اعماق قلبشان هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کنند و ستارگان بسیار عظیم و پر حجم از کشش کافی برای ادامه دادن تبدیل کردن هلیوم به دیگر عناصر سنگینتر برخوردارند. فرایندی که نتیجه آن لایه های پیازی شکلی است که از لایه ای هیدروژنی سبک وزن در سطح آغاز شده و به لایه های سنگین آهنی در هسته پایان می یابند.
زمانی که سوخت این ستاره ها پایان می گیرند، هسته آنها متلاشی شده و آنها به شکلی که به ابرنواختر نوع دو شهرت یافته اند، منفجر می شوند. این انفجارها به اندازه ای قدرتمند هستند که ابرنواختر می تواند کهکشان میزبانش را برای چند روز متوالی نورانی کند. اما فیزیک محرک ابرنواختران به اندازه ای بسیار محدود شناخته شده است زیرا امکان مشاهده اعماق این پدیده های کیهانی وجود ندارد.
"آرمین رست" فیزیک اخترشناس دانشگاه هاروارد می گوید اولین باری که می توان شاهد چنین انفجاری بود زمانی است که انفجار به سطح ستاره رسیده باشد. خورشید زمین به ابرنواختر تبدیل نخواهد شد زیرا این فرایند نیازمند ستاره ای 9 بار سنگینتر و حجیم تر از خورشید خواهد بود اما در صورتی که خورشید به ابرنواختر تبدیل شود ما برای چند ساعت اول متوجه آن نخواهیم شد زیرا پلاسماهای داغی که هسته این ستاره عظیم را در بر گرفته اند، تمامی آثار آشفتگی و اغتشاش درونی ستاره را به خود جذب خواهند کرد."
مدل سه بعدی جدید بر اساس فیزیک نظری برگرفته از رصد ابرنواختران واقعی به وجود آمده است. به گفته رست این شبیه سازی جزئیات دور از انتظاری را درباره آنچه در قلب یک ستاره در حال مرگ می گذرد در اختیار دانشمندان قرار می دهد.
پریشانی درونی ستاره ای در حال مرگ
محققان امیدوارند بتوانند از شبیه سازی جدید خود مانند یک ابزار تجسس قانونی که در کشف رمز قتلها مورد استفاده قرار می گیرند، استفاده کرده و شمایل ذرات باقی مانده پس از انفجار ستاره را به منظور یافتن محرک اصلی این انفجار مورد بررسی قرار دهند.
بقایای ابرنواختر نوع دو آن طور که از زمین مشاهده می شوند از کره های اسفنجی نامتقارن تشکیل شده اند. این بقایا معمولا ظاهری مانند گلوله های نیکلی، آهنی یا دیگر عناصر فلزی سنگین را دارند که احتمالا طی انفجار به میان لایه های خارجی تر ستاره شلیک شده اند.
قابل قبول ترین توضیحی که برای آغاز یک ابرنواختر ارائه شده است آغاز طوفان نوترینویی در هسته ستاره رو به مرگ است. به گفته اخترشناسان ستارگان به دلیل متقارن بودن کشش گرانشی که مواد سازنده آنها را در کنار یکدیگر حفظ می کند، ظاهر کروی خود را حفظ می کنند. در آغاز یک ابرنواختر نوع دو، هسته آهنی ستاره به شدت جرمگین شده و تن به کشش گرانشی می دهد.
هسته آهنی به سرعت به ماده ای با جرم بسیار بالا تبدیل شده و الکترونها و پروتونها را به منظور شکل دادن به طوفانی نوترینویی با یکدیگر برخورد می دهد. لایه ماده ای که درست در بالای هسته قرار گرفته است به صورت ناگهانی به داخل فروریخته و آبشاری را تشکیل می دهد که تمامی لایه های ستاره را به خود دچار کرده و این لایه ها یکی پس از دیگری در این آبشار فرو می ریزند. مواد در حال بارش با هسته جرمگین برخورد کرده و به بالا پرتاب می شوند و به این شکل توده ای از نوترینوهای را به وجود می آورند تا با لایه های بالایی در حال ریزش برخورد کنند.
گمان می رود این ذرات غیر قابل ردیابی هر نوع ماده ای را در مسیر خود ذوب می کنند و تمامی آنها را به شکل مخلوطی ناهمسان ترکیب می کند. در نتیجه این آشفتگی گلوله هایی از عناصر سنگین به خارج از لایه های در حال تخریب شلیک می شوند. در نهایت امواج ناشی از انفجار هسته باعث انفجار ستاره شده و ذرات عجیب و غریبی را از این انفجار به جا می گذارد.
ابررایانه ها راز ابرنواختران را آشکار می کنند
بر اساس گزارش نشنال جئوگرافی، مدلهای دو بعدی پیشین قادر به نمایان ساختن فعال شدن ابرنواختران به واسطه نوترینوها بوده اند اما شبیه سازی سه بعدی با افزودن بعدی جدید به این فرایند، پدیده ابرنواختر و چگونگی شکل گیری آن را به شیوه ای واقعی تر خلق می کند. سه تا چهار ماه پردازش بدون توقف ابررایانه ها و 50 هزار پردازشگر برای خلق این شبیه سازی صرف شده اند که به گفته دانشمندان چنین انرژی و قدرت پردازشی با قدرت 25 هزار دستگاه از بهترین رایانه های خانگی دو هسته ای برابری می کند.
قلب پنهان یک ابرنواختر شبیه سازی شد قلب پنهان یک ابرنواختر شبیه سازی شد/ در قلب ستارگان در حال مرگ چه می گذرد اولین لحظات مرموز شکل گیری یک ابرنواختر و آنچه در هنگام مرگ در قلب یک ستاره می گذرد از نیم ثانیه قبل از مرگ تا دو ساعت پس از آن به شکل سه بعدی شبیه سازی شده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، این شبیه سازی می تواند به دانشمندان کمک کند با بازبینی متعدد بقایای یک انفجار بزرگ ستاره ای چگونگی آغاز این انفجار و دلیل تنوع بقایای به جا مانده از آن را کشف کنند.
"هانس توماس جانکا"از موسسه ماکس پلانک معتقد است این اولین مدلهای سه بعدی هستند که با آغاز انفجار ستاره ای و شکل گرفتن ساختار ابرنواختران در ارتباطند. شبیه سازی جدید همچنین مضنون اصلی که از درون منجر به مرگ ستاره های عظیم می شوند را کشف کرده است: سیلهایی متشنج از ذرات تحت اتمی به ناو "نوترینوها".
قلب پنهان ابرنواختران
ستارگان در اعماق قلبشان هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کنند و ستارگان بسیار عظیم و پر حجم از کشش کافی برای ادامه دادن تبدیل کردن هلیوم به دیگر عناصر سنگینتر برخوردارند. فرایندی که نتیجه آن لایه های پیازی شکلی است که از لایه ای هیدروژنی سبک وزن در سطح آغاز شده و به لایه های سنگین آهنی در هسته پایان می یابند.
زمانی که سوخت این ستاره ها پایان می گیرند، هسته آنها متلاشی شده و آنها به شکلی که به ابرنواختر نوع دو شهرت یافته اند، منفجر می شوند. این انفجارها به اندازه ای قدرتمند هستند که ابرنواختر می تواند کهکشان میزبانش را برای چند روز متوالی نورانی کند. اما فیزیک محرک ابرنواختران به اندازه ای بسیار محدود شناخته شده است زیرا امکان مشاهده اعماق این پدیده های کیهانی وجود ندارد.
"آرمین رست" فیزیک اخترشناس دانشگاه هاروارد می گوید اولین باری که می توان شاهد چنین انفجاری بود زمانی است که انفجار به سطح ستاره رسیده باشد. خورشید زمین به ابرنواختر تبدیل نخواهد شد زیرا این فرایند نیازمند ستاره ای 9 بار سنگینتر و حجیم تر از خورشید خواهد بود اما در صورتی که خورشید به ابرنواختر تبدیل شود ما برای چند ساعت اول متوجه آن نخواهیم شد زیرا پلاسماهای داغی که هسته این ستاره عظیم را در بر گرفته اند، تمامی آثار آشفتگی و اغتشاش درونی ستاره را به خود جذب خواهند کرد."
مدل سه بعدی جدید بر اساس فیزیک نظری برگرفته از رصد ابرنواختران واقعی به وجود آمده است. به گفته رست این شبیه سازی جزئیات دور از انتظاری را درباره آنچه در قلب یک ستاره در حال مرگ می گذرد در اختیار دانشمندان قرار می دهد.
محققان امیدوارند بتوانند از شبیه سازی جدید خود مانند یک ابزار تجسس قانونی که در کشف رمز قتلها مورد استفاده قرار می گیرند، استفاده کرده و شمایل ذرات باقی مانده پس از انفجار ستاره را به منظور یافتن محرک اصلی این انفجار مورد بررسی قرار دهند.
بقایای ابرنواختر نوع دو آن طور که از زمین مشاهده می شوند از کره های اسفنجی نامتقارن تشکیل شده اند. این بقایا معمولا ظاهری مانند گلوله های نیکلی، آهنی یا دیگر عناصر فلزی سنگین را دارند که احتمالا طی انفجار به میان لایه های خارجی تر ستاره شلیک شده اند.
قابل قبول ترین توضیحی که برای آغاز یک ابرنواختر ارائه شده است آغاز طوفان نوترینویی در هسته ستاره رو به مرگ است. به گفته اخترشناسان ستارگان به دلیل متقارن بودن کشش گرانشی که مواد سازنده آنها را در کنار یکدیگر حفظ می کند، ظاهر کروی خود را حفظ می کنند. در آغاز یک ابرنواختر نوع دو، هسته آهنی ستاره به شدت جرمگین شده و تن به کشش گرانشی می دهد.
هسته آهنی به سرعت به ماده ای با جرم بسیار بالا تبدیل شده و الکترونها و پروتونها را به منظور شکل دادن به طوفانی نوترینویی با یکدیگر برخورد می دهد. لایه ماده ای که درست در بالای هسته قرار گرفته است به صورت ناگهانی به داخل فروریخته و آبشاری را تشکیل می دهد که تمامی لایه های ستاره را به خود دچار کرده و این لایه ها یکی پس از دیگری در این آبشار فرو می ریزند. مواد در حال بارش با هسته جرمگین برخورد کرده و به بالا پرتاب می شوند و به این شکل توده ای از نوترینوهای را به وجود می آورند تا با لایه های بالایی در حال ریزش برخورد کنند.
گمان می رود این ذرات غیر قابل ردیابی هر نوع ماده ای را در مسیر خود ذوب می کنند و تمامی آنها را به شکل مخلوطی ناهمسان ترکیب می کند. در نتیجه این آشفتگی گلوله هایی از عناصر سنگین به خارج از لایه های در حال تخریب شلیک می شوند. در نهایت امواج ناشی از انفجار هسته باعث انفجار ستاره شده و ذرات عجیب و غریبی را از این انفجار به جا می گذارد.
ابررایانه ها راز ابرنواختران را آشکار می کنند
بر اساس گزارش نشنال جئوگرافی، مدلهای دو بعدی پیشین قادر به نمایان ساختن فعال شدن ابرنواختران به واسطه نوترینوها بوده اند اما شبیه سازی سه بعدی با افزودن بعدی جدید به این فرایند، پدیده ابرنواختر و چگونگی شکل گیری آن را به شیوه ای واقعی تر خلق می کند. سه تا چهار ماه پردازش بدون توقف ابررایانه ها و 50 هزار پردازشگر برای خلق این شبیه سازی صرف شده اند که به گفته دانشمندان چنین انرژی و قدرت پردازشی با قدرت 25 هزار دستگاه از بهترین رایانه های خانگی دو هسته ای برابری می کند.
