科學家成功創造了超新星3D模型

在它們的生命末期，巨大的恆星會爆炸，將碳、鐵和各種自然元素噴射出去。這些元素最終會形成新的恆星，太陽系們，還有宇宙中的各種天體，包括我們。

在一篇發表在The Astrophysical Journal上的新報告中，研究者們開發出一個3D數字模型，以動態的細節展示了恆星在生命末期的活動。

密歇根州立大學物理學和天文學助理教授Sean Couch在新聞發布會中說：「如果我們想要理解整個宇宙的化學演化，以及構成我們的物質是在宇宙中是如何產生和分布的，我們就必須理解超新星的原理。」

在經曆數億年的核聚變後，恆星燃燒的元素越來越重。最終，這些巨大的恆星會燃燒殆盡，得到了一個鐵核。由於無法支撐自己的巨大引力，這些恆星就會坍塌。到那時，一種未知的過程非但沒有讓坍塌發生，反而導致恆星爆炸。

Couch說：「跟我一樣的理論學家們一直試圖理解這中間發生的事情。如何從一個坍塌的鐵核變成一次爆炸呢？」

創造3D超行星模型

為了理解這一步，研究團隊開始搭建一個3D模擬策略。雖然這種3D技術還處在早期階段，但是初始的結果已經令人鼓舞。在2015年，團隊發表了一篇論文，介紹了鐵核在最後三分鐘內突變為超巨星的3D模擬過程。他們發現，更好的恆星框架表現與強對流產生的運動在坍塌的過程中起到了重要作用。

Couch說：「絲毫不令人驚訝，我們告訴大家的是更加真實的初始條件對結果有著重要影響。」

最近計算機科學的發展幫助團隊向著更加精確的超新星3D模擬做出了重大邁進。尤其是千萬億次的超級計算機的崛起使得他們可以製作旋轉、磁場和其他複雜物理活動的高保真模型，在此之前他們無能為力。

Couch說：「一般來說，在過去我們進行這類模擬時，我們都會忽視宇宙中存在的磁場，因為如果我們把它們加入計算，這將會增加運算的複雜程度。但是有了新模擬之後，我們發現磁場在合適的時間剛好給了促使超新星爆炸一個助力。」

他接著說：「我們的模擬僅僅是真正真實的超新星3D模擬的第一步。但是它們已經證明，巨型恆星最後一刻的演化可以通用3D模擬出來。」

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