En af de mest magtfulde supercomputere på Jorden har simuleret interiøret i stjerner med lav masse og hjulpet forskere med at forstå deres udvikling. Denne nye simulering viser, at stjerner faktisk kan ødelægge noget af denne helium inde i stjernen i stedet for at skubbe den ud i rummet.
Ved hjælp af 3D-modeller, der kører på nogle af de hurtigste computere i verden, har laboratoriefysikere oprettet en matematisk kode, der revner et mysterium omkring stjernernes evolution.
I årevis har fysikere teoretiseret, at stjerner med lav masse (ca. en til to gange så stor som vores sol) producerer store mængder helium 3 (³He). Når de udtømmer brintet i deres kerner for at blive røde giganter, skubbes det meste af deres makeup ud, hvilket i vid udstrækning beriger universet i denne lette isotop af helium.
Rød kæmpe med lav masse
Denne berigelse er i konflikt med Big Bang-forudsigelserne. Forskere teoretiserede, at stjerner ødelægger dette thisHan ved at antage, at næsten alle stjerner hurtigt roterede, men selv dette undlod at bringe udviklingsresultaterne til enighed med Big Bang.
Ved at modellere en rød gigant med en fuldt 3D hydrodynamisk kode identificerede LLNL-forskere mekanismen til, hvordan og hvor lavmasse-stjerner ødelægger det ´He, som de producerer under evolutionen.
De fandt ud af, at han brænder i et område lige uden for heliumkernen, der tidligere blev antaget at være stabil, skaber forhold, der driver denne nyopdagede blandemekanisme.
Materialebobler, let beriget med brint og i det væsentlige udtømt i ³He, flyder til stjernens overflade og erstattes af ³Hæ-rig materiale til yderligere forbrænding. På denne måde ødelægger stjernerne deres overskydende ³He, uden at antage yderligere betingelser (som hurtig rotation).
”Dette bekræfter, hvordan elementer udviklede sig i universet og gør det konsistent med Big Bang,” sagde David Dearborn, en Lawrence Livermore National Laboratory fysiker. "Den foregående endimensionelle model genkendte ikke ustabiliteten oprettet ved at brænde He."
Den samme proces gælder for fattige solnedgange i metal med lav masse, som måske har været vigtigere end metalrige stjerner som solen gennem den tidligere del af den galaktiske historie ved bestemmelse af det interstellære mediums overflod.
Forskningen vises i den 26. oktober-udgave af Science Express.
Big Bang er den videnskabelige teori om, hvordan universet opstod fra en enorm tæt og varm tilstand for omkring 13,7 milliarder år siden.
Big Bang producerede ca. 10 procent 4He, 0,001 procent ³He med næsten resten sammensat af brint.
Senere burde stjerner med lav masse have øget den productionHan produktion til 0,01 procent. Observationer af ³He i det interstellære medium viser imidlertid, at det forbliver på 0,001 procent. Så hvor gik det?
Det er her Livermore-teamet kommer ind. Livermore-videnskabsmænd Peter Eggleton og Dearborn samarbejdede med John Lattanzio fra Center for Stellar and Planetary Astrophysics i Australien for at skabe en kode, der beskriver, hvordan han brænder under stjernedannelse, så universets sammensætning efter Big Bang er forsonet.
”Forud for vores arbejde blev det opfattet, at ³Hen i konvolutten stort set var uforglemmelig og senere ville blive sprængt ud i rummet og således berige det interstellære medium og forårsage konflikten med Big Bang,” sagde Eggleton, en astrofysiker og bly forfatter af papiret. ”Det, vi finder, er, at ³Han er uventet ødelæggelig ved en blandingsproces drevet af et fænomen, der er ignoreret indtil videre.”
Lawrence Livermore National Laboratory blev grundlagt i 1952 og er et nationalt sikkerhedslaboratorium med en mission at sikre national sikkerhed og anvende videnskab og teknologi til de vigtige spørgsmål i vores tid. Lawrence Livermore National Laboratory administreres af University of California for U.S. Department of Energy's National Nuclear Security Administration.
Original kilde: LLNL nyhedsmeddelelse
