Forskere studerer turbulensen, der raser inde i fjerne stjerner

Fantastiske nye billeder skabt af Keele-forskere fremhæver den turbulente strøm af energi inde i fjerne stjerner.

De blev skabt ved hjælp af 3D-simuleringssoftwaren "PROMPI", som videnskabsmænd har brugt til at undersøge stjernernes indre med det formål at forstå videnskaben om stjernernes evolution og sorte huller.

I årevis har videnskabsmænd brugt endimensionelle modeller til at forklare og forstå, hvordan stjerner er opbygget, og hvordan de udvikler sig over tid. Men disse modeller er ofte begrænset i, hvor godt de kan forklare stjernernes struktur, da de tager et meget generelt billede af hele stjernen i stedet for at tilbyde nogen detaljeret analyse.

Men ny forskning ledet af Keele Ph.D. studerende Federico Rizzuti hjælper med at gøre disse modeller mere nøjagtige ved at bruge 3D hydrodynamiske simuleringer til at se på stjernens lag og kemiske sammensætning i meget større detaljer, end det tidligere har været muligt.

Ligesom planeter har stjerner flere lag, og for denne undersøgelse offentliggjort i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , brugte forskerne eksisterende data fra tidligere 1D-simuleringer og fokuserede på et lille udsnit af stjernen i små detaljer – i dette tilfælde et lag kendt som den neonbrændende skal.

De udførte hydrodynamiske simuleringer ved hjælp af de tilgængelige data og så på, hvordan væsker bevæger sig rundt i det lag, de er begrænset til, og hvordan de trækker noget materiale med sig fra de tilstødende lag - en proces kendt som entrainment, samt hvordan disse kemikalier bevæger sig mellem lagene. lags grænser, kendt som konvektive grænser.

Disse simuleringer tilbyder en hidtil uset grad af realisme i at genskabe miljøet i en stjerne, men endnu vigtigere, de fremhæver også begrænsningerne ved de nuværende 1D-modeller. Disse fund har derfor en enorm rolle at spille i at hjælpe os med at forbedre nøjagtigheden af ​​disse modeller, hvilket igen vil hjælpe os med at forstå, hvordan astronomiske fænomener er opbygget, såsom sorte huller, supernovaer og neutronstjerner.

Hovedforfatter Federico Rizzuti siger, at "vi lever i spændende tider, de computerressourcer, som vi har adgang til i dag, gør det muligt at køre simuleringer, der kun var en drøm for få år siden. At forstå, hvad der sker inde i stjerner hjælper os med at kaste lys over mange aspekter af det univers, vi lever i, fra vores sols dynamik til de fjerneste sorte huller." + Udforsk yderligere

Udforskning af, hvordan stjerner bestemmer deres egen masse