En av de mest kraftfulla superdatorerna på jorden har simulerat interiörerna i stjärnor med låg massa och hjälpt forskare att förstå deras utveckling. Denna nya simulering visar att stjärnor faktiskt kan förstöra en del av denna helium inuti stjärnan, istället för att mata ut den i rymden.
Med hjälp av 3D-modeller som körs på några av de snabbaste datorerna i världen har laboratoriefysiker skapat en matematisk kod som spricker ett mysterium kring den stellar evolutionen.
I flera år har fysiker teoretiserat att stjärnor med låg massa (ungefär en till två gånger storleken på vår sol) producerar stora mängder helium 3 (³He). När de tar ut väte i sina kärnor för att bli röda jättar, kastas de flesta av deras smink ut, vilket väsentligen berikar universum i denna ljusa isotop av helium.
Röd jätten med låg massa
Denna berikning strider mot Big Bang-förutsägelser. Forskare teoretiserade att stjärnor förstör detta ”Han genom att anta att nästan alla stjärnor snabbt roterade, men till och med detta misslyckades med att få utvecklingsresultaten överens med Big Bang.
Genom att modellera en röd jätte med en helt 3D hydrodynamisk kod, identifierade LLNL-forskare mekanismen för hur och var lågmassiga stjärnor förstör den HHe som de producerar under evolutionen.
De fann att "Han bränner i ett område precis utanför heliumkärnan, som tidigare antogs vara stabil, skapar förhållanden som driver denna nyupptäckta blandningsmekanism.
Materialbubblor, något berikade med väte och väsentligen utarmat i ³He, flyter till ytan av stjärnan och ersätts av He-rikt material för ytterligare förbränning. På detta sätt förstör stjärnorna sitt överskott ³He, utan att anta några ytterligare förhållanden (som snabb rotation).
"Detta bekräftar hur element utvecklats i universum och gör det förenligt med Big Bang," sa David Dearborn, en fysiker från Lawrence Livermore National Laboratory. "Den tidigare endimensionella modellen kände inte igen instabiliteten som skapades genom att bränna" He. "
Samma process gäller för lågmassiga metallsolar, som kan ha varit viktigare än metallrika stjärnor som solen under den tidigare delen av galaktisk historia för att bestämma det interstellära mediets överflöd.
Forskningen visas i 26 oktober-utgåvan av Science Express.
Big Bang är den vetenskapliga teorin om hur universum uppstod från ett oerhört tätt och hett tillstånd för cirka 13,7 miljarder år sedan.
Big Bang producerade cirka 10 procent 4He, 0,001 procent ³He med nästan resten består av väte.
Senare borde stjärnor med låg massa ha ökat denna produktion till 0,01 procent. Men observationer av ³He i det interstellära mediet visar att det kvarstår på 0,001 procent. Så vart gick det?
Det är där Livermore-teamet kommer in. Livermore-forskarna Peter Eggleton och Dearborn samarbetade med John Lattanzio från Center for Stellar and Planetary Astrophysics i Australien för att skapa en kod som beskriver hur "Han bränner under stjärnbildningen så att universums smink efter Big Bang försonas.
"Före vårt arbete uppfattades det att" Han i kuvertet till stor del var oförstörbar och senare skulle spridas ut i rymden och därmed berika det interstellära mediet och orsaka konflikten med Big Bang, "sade Eggleton, en astrofysiker och bly författare till tidningen. "Det vi finner är att" Han är oväntat förstörbar genom en blandningsprocess som drivs av ett fenomen som hittills har ignorerats. "
Lawrence Livermore National Laboratory grundades 1952 och är ett nationellt säkerhetslaboratorium, med ett uppdrag att säkerställa nationell säkerhet och tillämpa vetenskap och teknik på vår tids viktiga frågor. Lawrence Livermore National Laboratory administreras av University of California för U.S. Department of Energy's National Nuclear Security Administration.
Ursprungskälla: LLNL-nyhetsmeddelande
