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如何“炸掉”一顆星星:恒星爆發(fā)背后推手

2018-06-15 11:10:56  中國科學(xué)報    參與評論()人

沖擊波在相對較小的恒星中更容易出現(xiàn)。

2015年,當(dāng)Janka團(tuán)隊試圖引爆一顆較大的三維恒星(質(zhì)量是太陽的20倍)時,他們僅在將中微子的一個反應(yīng)速率調(diào)到粒子物理學(xué)允許的誤差線最低值時才取得了成功。

如今,利用更加真實(shí)的初始條件開展的模擬仍然只是接近爆發(fā)和“熄火”之間的臨界點(diǎn),并且沒有人確切知道原因何在。

“在現(xiàn)實(shí)中,這些事物總是能穩(wěn)定地爆發(fā)?!泵苄萘⒋髮W(xué)計算天體物理學(xué)家Sean Couch說。之所以模型“不愿意”這么做,“可能是告訴我們,要么沒有準(zhǔn)確地模擬出所囊括的物理學(xué)性質(zhì),要么我們錯失了一些物理學(xué)機(jī)制”。

一個解決辦法是不停地建造更豐富的模型。不過,即便在今天的超級計算機(jī)上,這一過程仍需要耗費(fèi)數(shù)月。

未來幾年,美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)的超級計算機(jī)升級,或能將針對三維爆發(fā)模擬的運(yùn)行時間減少到幾周。

不過,Mezzacappa表示,即便在這之后,要實(shí)現(xiàn)將完整的物理學(xué)機(jī)制包括進(jìn)來的三維模擬,仍需要強(qiáng)大100倍的計算機(jī)。而建造出這種計算機(jī),可能是幾十年后的事情了。

與此同時,物理學(xué)家正把精力放在調(diào)整模型上,以便確定他們能否闡明3個主要因素——中微子加熱、對流和SASI振蕩如何相互作用以及是否有其他因素被錯失。一些人正在探尋旋轉(zhuǎn)和磁場是否可能助推了爆發(fā)。

其他人則將模型基于更加真實(shí)的恒星——從一開始便將擾動加入進(jìn)來。但對模擬結(jié)果進(jìn)行比較非常困難。

每個團(tuán)隊的模型不僅包括的物理學(xué)機(jī)制不同,簡化方法、分辨率和像素排列也都不同——所有這些都會影響到模擬結(jié)果。

同時,各個團(tuán)隊都在堅決捍衛(wèi)他們的選擇?!拔覅⒓訒h時看到,來自不同團(tuán)隊的人幾乎打了起來。每個人都在說,‘我的代碼更好?!盡odjaz表示,但這無從得知,因?yàn)樗麄儾粫_代碼,也不會以一種常規(guī)的方式比較各種模擬結(jié)果。

(宗華編譯)

(責(zé)任編輯:呂莉莉 CN073)
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