|
Как взрываются сверхновые типа Ia
|
|
|
|
Взрывы в небе и взрывы на суше в буквальном смысле отличаются друг от друга. Кажется, что у сверхновой и взрыва наземной мины не так много общего. Но на тонком уровне их механизмы не так уж сильно отличаются: в мельчайших масштабах проявляется так называемая ячеистая структура, которая обеспечивает наиболее важный критерий для прогнозирования успеха или неудачи наземной детонации при взрыве наземной мины.
|
|
|
|
Земные и астрофизические взрывы в основном определяются одними и теми же теориями в отношении их усредненных по времени характеристик. Однако теории, основанные на земных элементах, например, те, которые объясняют взрыв наземной мины, еще не применялись в качестве критериев для астрофизической детонации.
|
|
|
|
Вдохновленная потенциалом этой теоретической аналогии, междисциплинарная исследовательская группа инженеров и астрофизиков из Университета Киото недавно объединила усилия, чтобы лучше понять, как взрываются сверхновые типа Ia.
|
|
|
|
Сверхновая типа Ia возникает в двойной системе, в которой одна из звезд является белым карликом. Основным механизмом, лежащим в основе этого, является детонация, тип сверхзвукового горения, которое происходит либо по мере того, как белый карлик достигает критической массы за счет увеличения массы, либо по мере того, как сросшийся материал сильно нагревается, в результате чего он разлетается на части в течение нескольких секунд.
|
|
|
|
|
|
|
Ученые в целом сходятся во мнении, что эти сверхновые образуются в результате термоядерного процесса в белом карлике, но дискуссия о точной причине взрыва продолжается.
|
|
|
|
"Неясно, как запускается детонация — ключевой процесс в этих сверхновых", — говорит исследователь Кейичи Маэда.
|
|
|
|
Детонация была первоначально обнаружена при взрывах на земле, и обширные теоретические исследования, основанные на лабораторных экспериментах по горению, позволили установить критерии ее инициирования и гашения. Эти критерии, широко используемые при проектировании детонационных двигателей и предотвращении взрывов, в основном сосредоточены на ячеистой структуре.
|
|
|
|
В этом исследовании исследователи смоделировали структуру ячейки в контексте модели двойной детонации, в которой первое событие происходит в богатой гелием оболочке белого карлика, впоследствии вызывая вторичную детонацию в ядре, которая в конечном итоге разрушает звезду.
|
|
|
|
Затем они наблюдали ячеистую структуру при первичном взрыве и получали данные о ширине ячеек для каждого моделирования, которые они включали в земные теории, основанные на использовании ячеек.
|
|
|
|
Результаты оказались успешными, подтвердив аналогию между земной и астрофизической детонациями. Сравнивая свои результаты с предыдущими моделированиями полной звезды, команда обнаружила, что пороговые значения инициирования и гашения первичной детонации были воспроизведены в соответствии.
|
|
|
|
"Особенно интригует тот факт, что наземные эксперименты по детонации могут способствовать пониманию процессов детонации в звездных средах", - говорит исследователь Казуя Ивата.
|
|
|
|
В дополнение к пониманию механизмов, лежащих в основе сверхновых типа Ia, это исследование также может помочь объяснить расширение Вселенной. Из-за своей постоянной светимости сверхновые типа Ia часто используются в качестве космологических стандартных свечей для измерения расстояния в космосе.
|
|
|
|
"Мы продолжим изучать неразрешенные сценарии возникновения этих сверхновых, объединяя точки зрения земной и астрофизической детонации", - продолжает Ивата, который с энтузиазмом отмечает, что в качестве дополнительного бонуса этот совместный проект также продемонстрировал важность междисциплинарного взаимодействия науки и техники.
|
|
|
|
Источник
|
