超级计算机模拟揭示了古代超级分类星的异常死亡

该图像是通过沿着对称轴线的超大星太阳能肿块的超大星之星的内部切片。它显示了核燃料正在将氦转化为氧气的内氦核心，供电各种流体稳定性（旋转线）。来自Castro Simulation的“快照”显示爆炸后一天的一刻，当外圈的半径略大于太阳周围地球的轨道的半径略大。可视化是在访问中完成的。图像

新的超级计算机模拟表明，不旋转的超大性原始恒星可作为高度活力的热核超新星，由爆炸氦燃烧，释放约10,000倍的IA超新年的能量，留下无紧凑的残余物。

某些原始星星 - 我们太阳质量或太阳能群众的55,000和56,000倍 - 可能已经异常死亡。在死亡中，这些物品 - 宇宙的第一代星星 - 将被爆炸为超新星并完全燃烧，留下没有残余的黑洞。

加州大学的天体物理学家，圣克鲁斯（UCSC）和明尼苏达大学在能源部（DOE）国家能源研究科学计算中心（NERSC）和明尼苏达超级计算研究所运行了多次超级计算机模拟后得出了这一结论明尼苏达大学。他们在Castro上广泛依赖于Castro，这是在Doe的劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）的计算研究司（CRD）开发的可压缩天体物理学代码。他们最近在天体物理学期刊（APJ）中发表了他们的发现。

第一代恒星特别有趣，因为它们产生了第一重量的元素，或除氢和氦之外的化学元素。在死亡中，他们将化学制作送入外层空间，为后续几代恒星，太阳系和星系铺平了道路。更加了解这些第一颗星如何死亡，科学家希望收集一些关于宇宙的见解，就像我们今天所知道的那样，这是。

“我们发现有一个狭窄的窗户，超级阵线可以完全爆炸，而不是成为超级分类的黑洞 - 之前没有人找到这种机制，”ucsc和apj的铅作者的博士后研究人员Ke-Jung Chen说纸。“没有NERSC资源，它会让我们更多的时间来实现这一结果。从用户的角度来看，设施非常有效地运行，它是一个非常方便的科学的地方。“

模拟：这是怎么回事？

为模拟原始超大星的生活，陈和他的同事使用了一个名为bepler的一维恒星演化代码。此代码考虑到核燃料和恒星对流等关键过程。并与大型恒星相关，元素的光崩解，电子正电子对生产和特殊的相对论效果。该团队还包括一般相对论的效果，这对1,000辆太阳能群众的恒星非常重要。

他们发现，由于一般相对论效应，55,000至56,000个太阳能群众的原始恒星在55,000至56,000年的太阳能群体中居住在不稳定，然后开始崩溃。随着恒星坍塌，它开始快速合成氧气，氖，镁和硅等重量的重量在其核心中以氦气。该过程释放比星的结合能量更多的能量，停止塌陷并导致巨大的爆炸：超新星。

为了模拟这些星星的死亡机制，陈某和他的同事使用Castro-A Coverices Ann Almgren和John Bell在Berkeley Lab开发的多维可压缩天体物理学代码。这些模拟表明，一旦崩溃逆转，瑞利泰勒威力就会混合在星际本身的星级最终时刻产生的重量。研究人员表示，这种混合应该通过即将到来的近红外实验，例如欧洲航天局的欧几里德和美国宇航局广泛的红外测量望远镜，可以创造一个不同的观察签名。

根据超新星的强度，一些超级分类的星星可以在爆炸时，丰富他们的整个主机星系，甚至一些附近的星系，带有从碳对硅的元素。在某些情况下，超新星甚至可以在其宿主星系中引发一阵明星形成，这将使其与其他年轻星系不同。

“我的作品涉及使用流体动力学的新物理流程研究了非常大规模的恒星的超端，所以我已经与Ann Almgren合作，在多年来将Castro调整了许多不同的项目，”陈说。“在我运行我的模拟之前，我通常会考虑我需要解决特定问题的物理学。然后我与ANN一起开发一些代码并将其与Castro合并。这是一个非常有效的系统。“

为了可视化他的数据，陈使用了一个名为GOART的开源工具，由汉克·伯恩斯（伯克利实验室）的员工科学家为主。“大多数时候我做了自己的可视化，但是当我需要修改或自定义时，我会拍摄一封电子邮件，这是非常有帮助的。”

陈在明尼苏达大学的研究生们完成了大部分工作。他完成了他的博士学位。在2013年的物理学中。

出版物：Ke-Jung Chen，等，“超大分离人口III星的一般相对主义不稳定超新星”2014，APJ，790,162; DOI：10.1088 / 0004-637X / 790 / 2/162

研究报告的PDF副本：一般相对主义的超大稳定性超新星III星

图像：肯·陈，UCSC