Комп’ютерні моделі дають змогу отримати нове розуміння життя масивних зір

news 09 09 20Масивні зорі — це ті, які перевищують масу Сонця приблизно в 10 разів і народжуються набагато рідше, ніж їхні посестри з низькою масою. Однак вони найбільше сприяють еволюції зоряних скупчень і галактик. Масивні зорі є джерелом багатьох яскравих та високоенергетичних явищ у Всесвіті, зокрема саме вони спалахують як наднові та спричиняють зміну динаміки зоряної системи до якої належать.

Найкращий інструмент для вивчення масивних зір — докладні коди зоряної еволюції, тобто комп’ютерні програми, що дають змогу знаходити числові параметри внутрішньої будови, так і моделювати еволюцію цих зір. На жаль, докладні коди потребують потужних комп’ютерів та багато машинного часу: щоб обчислити еволюцію лише однієї зорі, може знадобитися кілька годин. З цієї причини недоцільно використовувати ці коди для моделювання зір у складних системах, таких як кулясті зоряні скупчення, що можуть містити мільйони зір, які взаємодіють між собою.

Для вирішення цієї проблеми група науковців, яку очолювали дослідники з Центру передового досвіду ARC для відкриття гравітаційних хвиль (ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery, OzGrav), розробила код зоряної еволюції під назвою «Метод інтерполяції для еволюції одиночної зорі» (METhod of Interpolation for Single Star Evolution, METISSE). Інтерполяція — це метод оцінки величини на основі близьких до неї значень, наприклад, оцінка розміру зорі на основі розмірів зір зі схожими масами. На основі інтерполяції METISSE дає змогу швидко обчислити властивості зорі в будь-який момент, використовуючи вибрані моделі зір, обчислені за допомогою докладних кодів зоряної еволюції.

METISSE уможливив блискавично швидко обчислювати еволюцію зір — менш ніж за три хвилини 10000 зір. Найголовніше, він може використовувати набори зоряних моделей для прогнозування властивостей зір — це дуже важливо для масивних зір. Таких зір не багато, а їх складна еволюція і коротке життя ускладнює обчислення їхніх параметрів. Отже, докладні коди зоряної еволюції часто мають вдаватися до припущень під час обчислення еволюції цих зір. Відмінності у припущеннях, які науковці використовують в ріжних кодах зоряної еволюції, можуть суттєво вплинути на їх прогнози щодо життя та властивостей масивних зір.

news 09 09 20 vЦя ілюстрація демонструє, як масивна зоря утворює все важчі й важчі елементи, поки не вибухне як наднова і не розпорошить їх у космосі. Фото з сайту https://phys.org.

Нещодавно науковці OzGrav оприлюднили результати дослідження в якому вони використовували METISSE з двома наборами найсучасніших зоряних моделей: один отримано за підсумками обчислень за допомогою Модулів для експериментів у зоряній астрофізиці (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics, MESA), а другий набір — Боннського еволюційного коду (Bonn Evolutionary Code, BEC).

Пуджан Аґравал (Poojan Agrawal), дослідник OzGrav і головний автор дослідження, пояснив: «Ми інтерполювали зорі, маса яких більша маси Сонця від дев’яти до 100 разів, і порівняли передбачення щодо кінцевої стадії еволюції цих зір. Для більшості масивних зір нашої групи ми виявили, що маси зоряних залишків (нейтронних зір або чорних дір) можуть коливатися в межах маси, яка в 20 разів більша маси Сонця».

Коли зоряні залишки зливаються, то це спричиняє появу гравітаційних хвиль — брижів у просторі й часі, які вчені можуть виявити. Отже, результати цього дослідження матимуть величезний вплив на майбутні прогнози в астрономії гравітаційних хвиль.

Аґравал додав: «METISSE — це лише перший крок у розкритті ролі, яку грають масивні зорі в зоряних системах, таких як зоряні скупчення. І вже тепер результати дуже вражають».

За інф. з сайту https://phys.org

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.