En av de kraftigste superdatamaskinene på jorden har simulert interiøret til stjerner med lav masse og hjulpet forskere med å forstå deres utvikling. Denne nye simuleringen viser at stjerner faktisk kan ødelegge noe av dette heliumet inne i stjernen, i stedet for å kaste det ut i verdensrommet.
Ved å bruke 3D-modeller som kjøres på noen av de raskeste datamaskinene i verden, har laboratoriefysikere laget en matematisk kode som sprekker et mysterium rundt stjernevolusjonen.
I årevis har fysikere teoretisert at stjerner med lav masse (omtrent en til to ganger størrelsen på solen vår) produserer store mengder helium 3 (³He). Når de slipper ut hydrogenet i kjernene sine for å bli røde giganter, blir de fleste av sminkene deres kastet ut, noe som beriker universet betydelig i denne lette isotopen av helium.
Rød kjempe med lav masse
Denne berikelsen er i konflikt med Big Bang-spådommene. Forskere teoretiserte at stjerner ødelegger dette H Han ved å anta at nesten alle stjerner raskt roterte, men selv dette klarte ikke å bringe evolusjonsresultatene i enighet med Big Bang.
Ved å modellere en rød gigant med en full 3D-hydrodynamisk kode, identifiserte LLNL-forskere mekanismen for hvordan og hvor lavmassestjerner ødelegger ³He som de produserer under evolusjonen.
De fant at "Han brenner i et område like utenfor heliumkjernen, som tidligere ble antatt å være stabil, skaper forhold som driver denne nyoppdagede blandemekanismen.
Materialbobler, svakt beriket med hydrogen og vesentlig utarmet i ³He, flyter til overflaten av stjernen og erstattes av HHe-rik materiale for ytterligere forbrenning. På denne måten ødelegger stjernene overskuddet av ³He, uten å anta noen ytterligere forhold (som hurtig rotasjon).
"Dette bekrefter hvordan elementer utviklet seg i universet og gjør at det stemmer overens med Big Bang," sa David Dearborn, fysiker fra Lawrence Livermore National Laboratory. "Den forrige endimensjonale modellen kjente ikke igjen ustabiliteten som ble skapt ved å brenne ³He."
Den samme prosessen gjelder fattige solsoler med lav masse, som kan ha vært viktigere enn metallrike stjerner som solen gjennom den tidligere delen av galaktisk historie når det gjelder å bestemme ³Han overflod av det interstellare mediet.
Forskningen vises i 26. oktober-utgaven av Science Express.
Big Bang er den vitenskapelige teorien om hvordan universet kom ut fra en enorm tett og het tilstand for rundt 13,7 milliarder år siden.
Big Bang produserte omtrent 10 prosent 4He, 0,001 prosent ³He, med nesten resten består av hydrogen.
Senere skal lavmassestjerner ha økt den productionHan produksjonen til 0,01 prosent. Observasjoner av ³He i det interstellare mediet viser imidlertid at det holder seg på 0,001 prosent. Så hvor gikk det?
Det er der Livermore-teamet kommer inn. Livermore-forskerne Peter Eggleton og Dearborn samarbeidet med John Lattanzio fra Center for Stellar and Planetary Astrophysics i Australia for å lage en kode som beskriver hvordan ´Han brenner under stjernedannelse slik at sminke av universet etter Big Bang er forsonet.
"Før arbeidet vårt ble det oppfattet at" Han i konvolutten stort sett var uforgjengelig, og senere vil bli blåst ut i verdensrommet, og dermed berike det interstellare mediet og forårsake konflikten med Big Bang, "sa Eggleton, en astrofysiker og leder forfatter av papiret. "Det vi finner er at ³Han er uventet ødeleggende, av en blandingsprosess drevet av et fenomen som er ignorert så langt."
Lawrence Livermore National Laboratory ble grunnlagt i 1952, og er et nasjonalt sikkerhetslaboratorium, med et oppdrag å sikre nasjonal sikkerhet og anvende vitenskap og teknologi på de viktige spørsmålene i vår tid. Lawrence Livermore National Laboratory blir administrert av University of California for U.S. Department of Energys National Nuclear Security Administration.
Originalkilde: LLNL News Release
