قام أحد أقوى الحواسيب الفائقة على الأرض بمحاكاة الديكورات الداخلية للنجوم منخفضة الكتلة ، مما يساعد العلماء على فهم تطورها. تُظهر هذه المحاكاة الجديدة أن النجوم يمكنها بالفعل تدمير جزء من هذا الهيليوم داخل النجم ، بدلاً من طرده في الفضاء.
باستخدام نماذج ثلاثية الأبعاد تعمل على بعض أسرع أجهزة الكمبيوتر في العالم ، ابتكر علماء الفيزياء المخبرية كودًا رياضيًا يكسر اللغز المحيط بالتطور النجمي.
لسنوات ، افترض الفيزيائيون أن النجوم ذات الكتلة المنخفضة (حوالي ضعف حجم الشمس مرتين) تنتج كميات كبيرة من الهليوم 3 (³He). عندما يستنفذون الهيدروجين في قلوبهم ليصبحوا عمالقة حمراء ، يتم طرد معظم مكياجهم ، مما يثري الكون بشكل كبير في هذا النظير الخفيف للهيليوم.
عملاق أحمر منخفض الكتلة
يتعارض هذا التخصيب مع توقعات الانفجار الكبير. افترض العلماء أن النجوم تدمر هذا ، بافتراض أن جميع النجوم تقريبًا تدور بسرعة ، ولكن حتى هذا فشل في جعل نتائج التطور تتفق مع الانفجار الكبير.
الآن ، من خلال نمذجة عملاق أحمر برمز هيدروديناميكي ثلاثي الأبعاد بالكامل ، حدد باحثو LLNL آلية كيف وأين تدمر النجوم منخفضة الكتلة theHe التي تنتجها أثناء التطور.
ووجدوا أن احتراقه في منطقة خارج قلب الهيليوم ، الذي كان يعتقد سابقًا أنه مستقر ، يخلق ظروفًا تدفع آلية الخلط المكتشفة حديثًا.
فقاعات المواد ، المخصبة قليلاً في الهيدروجين والمستنفدة بشكل كبير في ³He ، تطفو على سطح النجم ويتم استبدالها بمواد غنية ³He للحرق الإضافي. بهذه الطريقة ، تدمر النجوم فائضها ³He ، دون افتراض أي شروط إضافية (مثل الدوران السريع).
قال ديفيد ديربورن ، فيزيائي مختبر لورانس ليفرمور الوطني: "هذا يؤكد كيف تطورت العناصر في الكون ويجعلها متسقة مع الانفجار الكبير". "لم يتعرف النموذج السابق ذي البُعد الواحد على عدم الاستقرار الناجم عن حرق".
تنطبق نفس العملية على شموس فقيرة المعادن منخفضة الكتلة ، والتي قد تكون أكثر أهمية من النجوم الغنية بالمعادن مثل الشمس طوال الجزء السابق من تاريخ المجرة في تحديد theHe وفرة الوسط النجمي.
يظهر البحث في طبعة 26 أكتوبر من Science Express.
الانفجار الكبير هو النظرية العلمية لكيفية خروج الكون من حالة كثيفة وساخنة للغاية منذ حوالي 13.7 مليار سنة.
أنتج الانفجار الكبير حوالي 10 في المائة 4He ، .001 بالمائة ³He مع ما يقرب من الباقي يتكون من الهيدروجين.
في وقت لاحق ، كان ينبغي أن تزيد النجوم ذات الكتلة المنخفضة من هذا الإنتاج إلى 0.01 في المائة. ومع ذلك ، تظهر ملاحظات ³He في الوسط النجمي أنها لا تزال عند 0.001 في المئة. إذن ، أين ذهب ذلك؟
هذا هو المكان الذي يأتي فيه فريق ليفرمور. تعاون علماء ليفرمور بيتر Eggleton وديربورن مع جون لاتانزيو من مركز النجوم والفيزياء الفلكية الكوكبية في أستراليا لإنشاء رمز يصف كيف يحترق أثناء تكوين النجوم بحيث يكون تكوين الكون بعد الكبير يتم التوفيق بين بانج.
قال إيغلتون ، عالم الفيزياء الفلكية والرصاص: "قبل عملنا ، تم إدراك أن ³He في الظرف كان غير قابل للتدمير إلى حد كبير ، وسوف ينفجر لاحقًا في الفضاء ، مما يثري الوسط النجمي ويسبب الصراع مع الانفجار الكبير". مؤلف الورقة. "ما نجده هو أنه" قابل للتدمير بشكل غير متوقع ، من خلال عملية خلط مدفوعة بظاهرة تم تجاهلها حتى الآن ".
تأسس مختبر لورانس ليفرمور الوطني عام 1952 ، وهو مختبر للأمن القومي ، مهمته ضمان الأمن القومي وتطبيق العلم والتكنولوجيا على القضايا المهمة في عصرنا. تتم إدارة مختبر لورانس ليفرمور الوطني من قبل جامعة كاليفورنيا لإدارة الأمن النووي الوطنية التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية.
المصدر الأصلي: LLNL News Release
