Így robban fel egy szupernóva
További Űrkutatás cikkek
Kozmológiai szempontból azért különösen fontosak ezek az objektumok, mert az eredeti elképzelések szerint a fehér törpék maximális tömege egy jól meghatározott érték (az ún. Chandrasekhar-határ, kb. 1,44 naptömeg), azaz az Ia típusú szupernóva-robbanások standard események, a világegyetem bármely pontján nagyjából azonos energiakibocsátást produkálnak - így távolságméréshez ideálisak. Ezen szupernóvák átfogó vizsgálata alapján sikerült kimutatni egy évtizeddel ezelőtt az univerzum gyorsuló tágulását, ami a tudománytörténet egyik legfontosabb felfedezése volt.
Az utóbbi években azonban egyre gyakrabban felmerül a kérdés, vajon tényleg egyformák-e az Ia típusú szupernóvák, és milyen megbízhatósággal használhatóak kozmikus távolságmérésre. A kérdés eldöntéséhez az egyik legfontosabb lépés a fehér törpecsillagok robbanási mechanizmusának pontos megértése lenne. Ez azonban rendkívül bonyolult feladat, összetett modellek kidolgozását és napjaink szuperszámítógépeinek csúcsteljesítményét igényli. A probléma megoldásán több kutatógárda is dolgozik, de áttörő eredményt eddig senkinek sem sikerült elérni.
Egy három amerikai intézet (L. Berkeley National Laboratory, Stony Brook University és University of California, Santa Cruz) szakembereit tömörítő csoport azonban legújabb tanulmányában bejelentette, hogy sikerült lefuttatniuk egy olyan 3d-s szimulációt, ami a csillagban végbemenő folyamatok bemutatásával szemlélteti egy fehér törpe felrobbanását. Az alkalmazott matematikusokból és asztrofizikusokból álló konzorcium tagjai az általuk fejlesztett MAESTRO-kóddal dolgoztak, a számítások futtatását az Oak Ridge-ben (Tennessee, USA) található Cray Jaguar XT4-es szuperszámítógépen végezték.
A MAESTRO a mások által használt programokhoz hasonlóan, 3d-s hidrodinamikai kód, ami adott térbeli rácspontokon kiszámolja a csillag belsejében lezajló anyag- és hőáramlást. Ezt már néhány másodpercre is tekintélyes időbe telik kiszámolni, és most a fehér törpék életének utolsó, néhány óráig tartó fázisát kellett lemodellezni. A MAESTRO-kód egyedisége abban rejlik, hogy csak a lokális hangsebességnél lassabb folyamatokat veszi figyelembe, így a számítási idő egy része megspórolható.
A szimuláció során megfigyelhető, hogy a fehér törpe belsejében kezdetben véletlenszerű örvények keletkeznek, majd a hőmérséklet emelkedésével a csillagmag körül erős hőáramlás alakul ki. A hőmérséklet tovább nő, az áramlások egyre turbulensebbé válnak - végül a fehér törpe belseje mintegy egymilliárd fokos lesz, ami beindítja a fúziós folyamatokat, és pár másodpercen belül megtörténik a robbanás.
A kutatók hangsúlyozzák eredményük fontosságát, azonban figyelmeztetnek, hogy ez még csak egy lépés a hosszú úton, mely az Ia típusú szupernóvák teljes megértéséhez vezet. A számítások megmutatták, hogy a robbanás lefolyása érzékeny a kezdeti feltételekre, és további tényezőket (csillag fémtartalma, forgás) is figyelembe kell venni.