Einer der leistungsstärksten Supercomputer der Erde hat das Innere von Sternen mit geringer Masse simuliert und Wissenschaftlern dabei geholfen, ihre Entwicklung zu verstehen. Diese neue Simulation zeigt, dass Sterne tatsächlich einen Teil dieses Heliums im Inneren des Sterns zerstören können, anstatt es in den Weltraum zu werfen.
Mithilfe von 3D-Modellen, die auf einigen der schnellsten Computer der Welt ausgeführt werden, haben Laborphysiker einen mathematischen Code erstellt, der ein Rätsel um die Sternentwicklung löst.
Seit Jahren theoretisieren Physiker, dass massearme Sterne (etwa ein- bis zweimal so groß wie unsere Sonne) große Mengen an Helium 3 (³He) produzieren. Wenn sie den Wasserstoff in ihren Kernen zu roten Riesen erschöpfen, wird der größte Teil ihres Make-ups ausgeworfen, was das Universum in diesem leichten Heliumisotop erheblich bereichert.
Roter Riese mit geringer Masse
Diese Bereicherung widerspricht den Urknallvorhersagen. Wissenschaftler vermuteten, dass Sterne dieses „Er zerstören“, indem sie davon ausgehen, dass sich fast alle Sterne schnell drehen, aber selbst dies brachte die Evolutionsergebnisse nicht in Übereinstimmung mit dem Urknall.
Durch die Modellierung eines roten Riesen mit einem vollständig 3D-hydrodynamischen Code identifizierten LLNL-Forscher nun den Mechanismus, wie und wo massearme Sterne das ³He zerstören, das sie während der Evolution produzieren.
Sie fanden heraus, dass „Er brennt in einer Region außerhalb des Heliumkerns, die zuvor als stabil angesehen wurde, Bedingungen schafft, die diesen neu entdeckten Mischmechanismus antreiben.
Materialblasen, die leicht mit Wasserstoff angereichert und im Wesentlichen an ³He abgereichert sind, schwimmen an die Oberfläche des Sterns und werden durch ³He-reiches Material für zusätzliches Verbrennen ersetzt. Auf diese Weise zerstören die Sterne ihren Überschuss ³He, ohne zusätzliche Bedingungen (wie schnelle Rotation) anzunehmen.
"Dies bestätigt, wie sich Elemente im Universum entwickelt haben, und macht es mit dem Urknall vereinbar", sagte David Dearborn, ein Physiker des Lawrence Livermore National Laboratory. "Das vorherige eindimensionale Modell hat die durch das Verbrennen von" He "verursachte Instabilität nicht erkannt."
Der gleiche Prozess gilt für metallarme Sonnen mit geringer Masse, die im früheren Teil der galaktischen Geschichte möglicherweise wichtiger waren als metallreiche Sterne wie die Sonne, um die Häufigkeit des interstellaren Mediums zu bestimmen.
Die Forschung erscheint in der 26. Oktober Ausgabe von Science Express.
Der Urknall ist die wissenschaftliche Theorie darüber, wie das Universum vor etwa 13,7 Milliarden Jahren aus einem enorm dichten und heißen Zustand hervorgegangen ist.
Der Urknall produzierte ungefähr 10 Prozent 4He, 0,001 Prozent ³He, wobei fast der Rest aus Wasserstoff bestand.
Später hätten Sterne mit geringer Masse die Produktion auf 0,01 Prozent erhöhen sollen. Beobachtungen von ³He im interstellaren Medium zeigen jedoch, dass es bei 0,001 Prozent bleibt. Wo ist das hingegangen?
Hier kommt das Livermore-Team ins Spiel. Die Livermore-Wissenschaftler Peter Eggleton und Dearborn haben in Zusammenarbeit mit John Lattanzio vom Zentrum für stellare und planetare Astrophysik in Australien einen Code erstellt, der beschreibt, wie „Er während der Sternentstehung brennt, damit das Universum nach dem Großen aufgebaut wird Bang ist versöhnt.
"Vor unserer Arbeit wurde festgestellt, dass das" Er in der Hülle "weitgehend unzerstörbar ist und später in den Weltraum abgeblasen wird, wodurch das interstellare Medium bereichert und der Konflikt mit dem Urknall verursacht wird", sagte Eggleton, Astrophysiker und Leiter Autor des Papiers. "Was wir finden, ist, dass" Er unerwartet zerstörbar ist, durch einen Mischprozess, der von einem Phänomen angetrieben wird, das bisher ignoriert wurde. "
Das Lawrence Livermore National Laboratory wurde 1952 gegründet und ist ein nationales Sicherheitslabor mit dem Ziel, die nationale Sicherheit zu gewährleisten und Wissenschaft und Technologie auf die wichtigen Themen unserer Zeit anzuwenden. Das Lawrence Livermore National Laboratory wird von der University of California für die National Nuclear Security Administration des US-Energieministeriums verwaltet.
Originalquelle: LLNL-Pressemitteilung
