Forscher untersuchen die Turbulenzen, die in fernen Sternen toben

Atemberaubende neue Bilder, die von Keele-Forschern erstellt wurden, zeigen den turbulenten Energiefluss im Inneren entfernter Sterne.

Sie wurden mit der 3D-Simulationssoftware „PROMPI“ erstellt, mit der Wissenschaftler das Innere von Sternen untersucht haben, um die Wissenschaft der Sternentwicklung und der Schwarzen Löcher zu verstehen.

Seit Jahren verwenden Wissenschaftler eindimensionale Modelle, um zu erklären und zu verstehen, wie Sterne aufgebaut sind und wie sie sich im Laufe der Zeit entwickeln. Aber diese Modelle sind oft nur begrenzt in der Lage, die Struktur von Sternen zu erklären, da sie eine sehr allgemeine Sicht auf den gesamten Stern bieten, anstatt eine detaillierte Analyse zu bieten.

Aber neue Forschungen unter der Leitung von Keele Ph.D. Der Student Federico Rizzuti trägt dazu bei, diese Modelle genauer zu machen, indem er hydrodynamische 3D-Simulationen verwendet, um die Schichten und die chemische Zusammensetzung des Sterns viel detaillierter zu untersuchen, als dies bisher möglich war.

Ähnlich wie Planeten haben Sterne mehrere Schichten, und für diese Studie veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Societynutzten die Forscher vorhandene Daten aus früheren 1D-Simulationen und konzentrierten sich auf einen kleinen Abschnitt des Sterns bis ins kleinste Detail – in diesem Fall eine Schicht, die als neonbrennende Hülle bekannt ist.

Sie führten hydrodynamische Simulationen mit den verfügbaren Daten durch und untersuchten, wie sich Flüssigkeiten innerhalb der Schicht bewegen, auf die sie beschränkt sind, und wie sie etwas Material aus den benachbarten Schichten mitschleppen – ein Prozess, der als Mitnahme bekannt ist, und wie sich diese Chemikalien zwischen den Schichten bewegen Schichtgrenzen, bekannt als konvektive Grenzen.

Diese Simulationen bieten einen beispiellosen Grad an Realismus bei der Nachbildung der Umgebung innerhalb eines Sterns, aber was noch wichtiger ist, sie heben auch die Grenzen der aktuellen 1D-Modelle hervor. Diese Ergebnisse spielen daher eine große Rolle bei der Verbesserung der Genauigkeit dieser Modelle, was uns wiederum helfen wird, zu verstehen, wie astronomische Phänomene wie Schwarze Löcher, Supernovae und Neutronensterne strukturiert sind.

Der Hauptautor Federico Rizzuti sagt: „Wir leben in aufregenden Zeiten, die Computerressourcen, auf die wir heute Zugriff haben, machen es möglich, Simulationen durchzuführen, die vor ein paar Jahren nur ein Traum waren. Zu verstehen, was im Inneren von Sternen passiert, hilft uns, Licht ins Dunkel zu bringen viele Aspekte des Universums, in dem wir leben, von der Dynamik unserer Sonne bis zu den entferntesten Schwarzen Löchern.“