1 минута, 20 000 процесора и звезден колапс

Едва ли в близко бъдеще учените ще имат шанса да наблюдават с очите си какво се случва в недрата на звездата в момента, когато тя колапсира, преди да загине във взрив на свръхнова.

И все пак космолозите се опитват да изяснят всички тънкости на протичащите процеси с косвени методи.

За учените е достатъчно лесно да разберат това, което се случва в момента на колапса на повърхността на разрушаващата се звезда. Тези събития, които протичат в различни ъгълчета на Вселената със завидна периодичност, се виждат в телескопите, а следите от протичащите процеси се улавят с други астрономически инструменти.

Но взаимодействията между масата на звездната материя и енергията, които протичат под повърхността на звездата и които не се виждат отвън, все пак оставят своите следи на повърхността, предоставяйки на учените възможност да издигат теории и да разработват математически модели.

Използвайки съществуващите теории и някои косвени данни, Филип Моста и Кристиан От, професор по теоретична физика от Калифорнийския технологичен институт, са създали подробен математически модел на звезда, която се взривява с голяма скорост и която има силно магнитно поле в момента на прехода от колапс към взрив.

За създаването на едноминутното видео, описващо 200-милисекунден симулационен модел на колапс на звезда, Мост и От използвали суперкомютър с 20 000 процесора и обработка на 500 терабайта данни.

Звездите с бързо въртене и силно магнитно поле са сравнителна рядкост – не повече от една на всеки сто масивни звезди. Резултатите от моделирането показали, че в областта на ядрото на звездата могат да възникнат колебания на материята, разпространяващи се около оста на въртене на звездата. И тези колебания могат да забавят, а в някои случаи – и напълно да спрат процеса, който обикновено води до взрив на свръхнова.

© Philipp Mösta and Sherwood Richers

„Дори при наличието на лист и молив, записани формули и уравнения, и обсъждането им с други теоретични астрофизици, ние трябва да разбираме, че тези малки смущения могат да предизвикат нестабилност на звездното ядро. Нищо в природата не е идеално. Благодарение на този модел на колапс сега разбираме, че дори малката асиметрия може да има невероятно драматичен ефект и да започне процеса на звездно разрушаване, водещ до възникването на свръхнова“, коментира Моста.

Сега изследователите се готвят за следваща крачка, в която да моделират същите процеси на по-мощен суперкомпютър. Това моделиране, което ще има по-висока резолюция и ще обхване по-голям период от времее ,не само ще позволи на учените да потвърдят или опровергаят някои от съществуващите теории, но и вероятно да издигнат съвсем нови теории въз основа на получените данни.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Astrophysical Journal Letters. Следващата крачка на учените ще бъде опит за създаването на по-мощни суперкомпютри. Именно такава работа ще им позволи най-после да разберат защо се образува този феномен.

С изследването на учените можете да се запознаете тук.