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    超等盤算機互助:人類初次模仿極超新星迸發

    種別:社會消息宣布人:依致美宣布時光:2017-02-13

    據國外媒體報導,這聽起來仿佛是科幻片子裏才有的情節,天體物理學家應用超等盤算機初次對極超新星的迸發停止了二維模仿。極超新星是超新星的一種,爆炸時的能量相當于通俗超新星迸發的100倍,直到上個十年,迷信家才初次不雅測到極超新星。

    研討人員表現,此次測驗考試將贊助我們懂得招致極超新星湧現的物理前提。很多天體物理學家推想,極超新星的迸發是由高度磁化的中子星——磁星(magnetar)——所惹起的。研討人員應用美國動力部國度動力研討迷信盤算中心(NERSC)的超等盤算機和勞倫斯伯克利國度試驗開辟的CASTRO編碼,對磁星的來源停止了進一步摸索。

    超等盤算機互助:人類初次模仿極超新星迸發

    天體物理學家應用超等盤算機初次對極超新星的迸發停止了二維模仿。極超新星是超新星的一種,爆炸時的能量相當于通俗超新星迸發的100倍,直到上個十年,迷信家才初次不雅測到極超新星。

    超等盤算機互助:人類初次模仿極超新星迸發

    關於質量還更大的恒星,假如跨越了錢德拉塞卡極限——大約爲1.5倍太陽質量,那電子簡並壓力也沒法阻攔其重力塌縮。此時恒星的內核就會瓦解,發生中微子,從而惹起恒星迸發,湧現超新星迸發景象。

    超等盤算機互助:人類初次模仿極超新星迸發

    很多天體物理學家推想,極超新星的迸發是由高度磁化的中子星——磁星(magnetar)——所惹起的。研討人員應用美國動力部國度動力研討迷信盤算中心(NERSC)的超等盤算機和勞倫斯伯克利國度試驗開辟的CASTRO編碼,對磁星的來源停止了進一步摸索。

    “這是第一次有人對極超新星停止二維模仿,此前的研討只給出了這些事宜的一維模子,”日本國立地理台的天體物理學家Ken Chen說,“經由過程對極超新星停止二維模仿,我們可以取得有關流體的不穩固性及其混雜情形的具體信息,這些是一維模子中沒法獲得的。這些細節對準確描寫極超新星事宜的成因非常癥結,而且能贊助說明與極超新星對應的不雅測成果,好比光曲線和光譜等。”

    一顆恒星的質量越大,其具有的引力就越大。當恒星構成時,氫會融會構成氦,釋放出能量,阻攔恒星由於本身重力而塌陷。然則,關於特殊偉大的恒星,氦還會持續融會構成更重的元素,好比氧和碳。終究,恒星的內核將由鎳和鐵構成。到了這一階段,聚變將不再釋放能量,此時阻攔恒星因本身重力瓦解的便成了電子簡並壓力。

    關於質量還更大的恒星,假如跨越了錢德拉塞卡極限——大約爲1.5倍太陽質量,那電子簡並壓力也沒法阻攔其重力塌縮。此時恒星的內核就會瓦解,發生中微子,從而惹起恒星迸發,湧現超新星迸發景象。

    研討人員稱,超新星迸發過程當中,內核的鎳和鐵原子會產生裂變,留下一大團淩亂無序的帶電粒子。帶有負電荷的電子會與帶正電荷的正電子碰撞,發生不帶電的中子。當恒星的內核重要由中子組成時,這顆恒星就被稱爲中子星。個中,具有極高強度磁場的中子星被稱爲磁星。

    這些中子星的密度極高,一塊放糖巨細的物資質量就跨越10億噸。中子星的自轉速度也異常快,每秒可達數百轉。由此發生的磁場可以將中子星的扭轉能釋放出來,改變成高能輻射,一些研討者以為,這些輻射恰是極超新星的能量起源。

    應用新的模仿成果,研討人員願望能肯定更準確的產生前提。“經由過程對磁星供能的極超新星停止加倍真實的二維模仿,我們願望取得加倍定量的性質成果,”Ken Chen說,“到今朝爲止,地理學家不雅測到了不到10次這類事宜;隨著發明愈來愈多,我們將可以或許肯定它們能否具有穩固的性質。假如它們確切如斯,而且我們曉得個中的緣由,那我們就能夠用它們作爲尺度的參照物,在宇宙中停止間隔丈量。”

    研討人員表現,此前還沒有人做過相似的模仿。“想要對極超新星停止多維模仿,你須要用到超等盤算機和適合的編碼(包含相幹的微不雅物理學),”Ken Chen說,“這類模仿須要面臨許多挑釁,是以之前都沒有人能做出二維模子。我們之所以能第一次完成這項任務,是由於很榮幸能用到NERSC的資本,而且應用了CASTRO編碼。”

    甚麽是磁星?

    磁星是一類罕有的具有高強度磁場的中子星,是宇宙中強度最高的磁體。在今朝已知2600顆中子星中,只要29顆被歸類爲磁星。不外,地理學家其實不曉得磁星是怎樣構成的。與脈沖星分歧,磁星的迸發是由強磁場的能量所驅動的。當磁場忽然回到較低能量的狀況時,能量會以X射線和伽馬射線的情勢迸發出來。這意味著磁星的能量釋放較爲長久,不像脈沖星那末穩固。

    
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