Ученые создали первую в мире 3D-модель экзотической сверхновой: вот как происходят взрывы

Исследователи не раз брались за создание модели сверхновой, но раньше они были одномерными, да и те с серьезными недостатками. В частности, они не способны моделировать турбулентность, которая играет решающую роль во взрыве и яркости сверхновых. И это мешает в полной мере понять физические механизмы, лежащие в основе экзотических сверхновых.

Моделирование взрывов сверхновых с высоким разрешением представляет огромную проблему. Хотя бы потому, что по мере увеличения масштаба моделирования становилось все труднее поддерживать высокое разрешение. Это значительно повышало сложность и требовало учета многочисленных процессов.

В новом исследовании международная команда астрономов и астрофизиков запаслась терпением и заручилась поддержкой суперкомпьютеров, чтобы создать 3D-модель экзотической сверхновой. На это у них ушло несколько человеческих лет и более 5 миллионов вычислительных часов. Но оно того стоило — в результате получилось первая в мире трехмерная гидродинамическая модель сверхновой с высоким разрешением.

Новая модель показала, что прерывистые извержения в массивных звездах могут проявлять характеристики, присущие более тусклым сверхновым. Она также объяснила явление сверхсветящихся сверхновых.

Оказалось, что при столкновении материалов разных периодов извержения от одной пятой до трети кинетической энергии газа может быть преобразовано в излучение. А из-за эффекта радиационного охлаждения извергающийся газ образует неровную, но плотную трехмерную листовую структуру. Этот слой становится основным источником светового излучения сверхновой.

Впрочем, увидеть сверхновую можно не только на 3D-моделях. Иногда они обнаруживаются на самых неожиданных артефактах — таких, как монета XI века, на которой разглядели взрыв сверхновой.