Skip to main content

A comprehensive and Multi-facetted Study of Stellar Explosions and Eruptions using Radiation-Hydrodynamics and Time-Dependent Radiative Transfer Techniques

Article Category

Article available in the folowing languages:

Modelowanie eksplozji gwiazd

Badania nad eksplozjami masywnych gwiazd mogą dostarczyć ważnych informacji na temat ewolucji wszechświata oraz odległości między ciałami niebieskimi. Finansowany ze środków UE zespół badawczy opracował zaawansowane modele i wykorzystał je, uzyskując bardzo ciekawe rezultaty.

Zmiana klimatu i środowisko

W ramach finansowanego ze środków UE projektu STELLAR EXPLOSIONS naukowcy stworzyli udoskonalone modele mechanizmów eksplozji i dynamiki promieniowania. Następnie zastosowali je do badania widma, krzywych blasku i sygnatury polaryzacji wszystkich typów supernowych, tj. największych eksplozji w przestrzeni kosmicznej, a także innych eksplozji ciał niebieskich, aby opisać dynamikę tych zjawisk w nieznany wcześniej sposób. Kluczem do skutecznego modelowania mechanizmów eksplozji było wyjście od fizycznie spójnych modeli progenitora przygotowanych przy pomocy otwartego kodu do badania ewolucji gwiazd MESA-Star. Następnie opracowano kod do badania hydrodynamiki promieniowania o nazwie V1D, umożliwiający modelowanie zapadania się jądra i erupcji gwiazd. Zwieńczeniem prac dotyczących modelowania było opracowanie narzędzia CMFGEN, wraz ze wszystkimi procesami dotyczącymi nielokalnej równowagi termodynamicznej oraz zależności od czasu transferu promieniowania w jednorodnie rozszerzającej się materii wyrzucanej z supernowych. Materia ta składa się z pozostałości gwiazdy po jej wybuchu. Ponieważ eksplozje takie zdarzają się od miliardów lat, materia ta dostarcza ważnych informacji na temat tego, dlaczego wszechświat ma właśnie taki a nie inny kształt. Kod CMFGEN rozszerzono w taki sposób, aby obejmował również modelowanie procesów nietermicznych, oraz przetestowano go w oparciu o różnego rodzaju dane. Projekt STELLAR EXPLOSIONS w sposób wyjątkowy łączy trzy kody do modelowania (MESA, V1D i CMFGEN), które umożliwiają uzyskanie dynamicznych opisów eksplozji masywnych gwiazd o niespotykanej wcześniej szczegółowości oraz informacjach o wzajemnych powiązaniach. Ponadto kod CMFGEN umożliwia szczegółowe badanie nielokalnej równowagi termodynamicznej transferu promieniowania, co nie było możliwe w przypadku innych kodów. Algorytmy te dostarczyły przełomowych informacji o wszystkich typach supernowych. Modele wyrzucanej materii pozwoliły na uzyskanie krzywych blasku i w pełni spolaryzowanych widm dla każdego rodzaju supernowych. Wyniki badań przeprowadzonych poprzez zastosowanie nowych kodów do obserwacji przekroczyły oczekiwania uczonych, a ich efektem są liczne publikacje w czasopismach naukowych. Podsumowując, dzięki projektowi STELLAR EXPLOSIONS powstał zestaw narzędzi programistycznych umożliwiających modelowanie przyczyn, mechanizmów i skutków supernowych. Rezultatem będzie z pewnością istna eksplozja nowych prac doświadczalnych i teoretycznych poświęconych najważniejszym pytaniom dotyczącym wszechświata.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania