Основне питання виглядає досить просто: як же продукти ядерного синтезу з глибин зірки досягають її поверхні? Досі науковці не змогли розкрити механізми, що дозволяють елементам перетнути стабільний бар'єр, який відокремлює розпечене ядро від зовнішнього шару.
Нове дослідження, опубліковане командою з університетів Вікторії та Міннесоти, вказує на те, що "відсутньою ланкою" у цій головоломці є аксіальне обертання зірки. Завдяки надточним 3D-симуляціям астрономи побачили, що саме обертання перетворює слабкі внутрішні хвилі на потужний інструмент змішування речовини.
Коли зірки, подібні до нашого Сонця, вичерпують водень і переходять у стадію червоних гігантів, їхня внутрішня структура стає надзвичайно неоднорідною. Починаючи з 1970-х років, спостереження виявили незвичайні зміни в атмосфері цих зірок — зокрема, різке зниження частки вуглецю-12 в порівнянні з вуглецем-13. Це вказувало на те, що матеріал піднімається з глибин, проте теоретичні моделі непохитно стверджували, що внутрішні гравітаційні хвилі занадто слабкі, щоб забезпечити подібний транспорт.
Ситуація кардинально змінилася, коли до розрахунків був включений фактор обертання. Виявилося, що він значно посилює ефект перемішування, перевищуючи його у понад 100 разів. Саймон Блуен, провідний дослідник з UVic, відзначає: "Ми змогли чітко визначити, як обертання впливає на здатність елементів долати внутрішні бар'єри. Це природне пояснення тих хімічних маркерів, які ми спостерігаємо у реальних зірках".
Цей прорив став можливим лише завдяки запуску суперкомп'ютерного кластера Trillium у серпні 2025 року. Раніше обчислювальні потужності просто не дозволяли протестувати гіпотезу обертання з потрібним рівнем деталізації.
Фолк Гервіг, директор Центру астрономічних досліджень (ARC), пояснює, що саме обмеженість техніки довгий час не давала вченим вийти за межі припущень. Нові гідродинамічні симуляції дозволили вловити найдрібніші фізичні ефекти, які раніше губилися в похибках. Цікаво, що розроблені алгоритми мають потенціал і за межами космосу: їх планують використовувати для аналізу складних течій у земних океанах та навіть для вивчення циркуляції крові.
#Університет #Дослідження #Кров #Фізика #Зірка #Космічний простір #Алгоритм #Гіпотеза #Атмосфера Землі #Вуглець #Водень #Надра #Червоний гігант #Атомне ядро #Океан #Спалювання #Хімічний елемент #Гідродинаміка #Австралійська рада з досліджень #Гравітаційна хвиля #Університет Вікторії
