Poslech
Vesmír
2. července  2013  

Zrod neutronové hvězdy

Asymetrický vývoj při vzniku supernovy - Foto: Rechenzentrum Garching

Asymetrický vývoj při vzniku supernovyFoto: Rechenzentrum Garching

Pomocí výkonných počítačů namodelovali vědci složitý proces vzniku neutronové hvězdy, poprvé ve třech dimenzích.

Představte si 300 milionů tun materiálu napěchovaných do kostky cukru. Pak z takových kostek v duchu poskládejte kouli, která je v průměru velká asi jako Praha. Tak nějak vypadá neutronová hvězda. Jde o jedno ze závěrečných stadií života hvězd, konkrétně těch, jejichž hmotnost je více než desetkrát větší než hmotnost Slunce. Taková hvězda vybuchne jako supernova a zhroutí se do koule uvedených rozměrů. Výsledného zhuštění hmoty je dosaženo tak, že se elektrony vmáčknou do atomových jader k protonům a tím je změní na neutrony. 

V hlavní roli neutrina
Vědci zastávají názor, že propojujícím článkem mezi gravitačním zhroucením na jedné straně a obřím výbuchem na druhé jsou elementární částice zvané neutrina. Ta vznikají pří přeměně protonu a elektronu v neutron, tedy v jádru kolabující hvězdy. Neutrina mají malou hmotnost a nereagují na elektrické síly, díky tomu mohou být vyzářena přes vnější vrstvy hvězdy pryč. Proud neutrin, která vznikla ve vysokých teplotách, ohřívá vnější obálky hvězdy a zvyšuje jejich energii. Tlaková vlna neutrin následně způsobí roztrhání a výbuch hvězdy. 

Do výpočtů simulace byly zapojeny nejvýkonnější evropské počítače - Foto: Leibniz Rechenzentrum

Do výpočtů simulace byly zapojeny nejvýkonnější evropské počítačeFoto: Leibniz Rechenzentrum

Za neprůhlednou oponou
Světlo vybuchující supernovy může přesvítit celou galaxii. V tomto okamžiku vznikají všechny chemické prvky těžší než železo a spolu s vnějšími obálkami hvězdy jsou rozmetány do vesmírného prostoru. Pohled na to, co se děje uvnitř supernovy, však není možný, brání nám v tom neprůhledná mračna plynu. Proto se vědecké zkoumání musí obrátit k počítačovým simulacím. 

Poprvé 3D
Fyzikální procesy, které probíhají v supernovách, ani rovnice, které je popisují, nejsou jednoduché. Proto se dříve musela používat různá hrubá zjednodušení, například v oblasti rotačních symetrií. Nyní poprvé se podařilo vědcům získat k dispozici počítače s dostatečnou výpočetní kapacitou. Do projektu se zapojilo 16 tisíc procesorů, které dohromady strávily nad výpočty 150 milionů hodin. Jediný běh simulace zabral 4 a půl měsíce počítání. 

Některé jevy, které ukázal numerický model, lze pozorovat také v hydrodynamice - Foto: Thierry Foglizzo Laboratoire AIM Paris-Saclay

Některé jevy, které ukázal numerický model, lze pozorovat také v hydrodynamiceFoto: Thierry Foglizzo Laboratoire AIM Paris-Saclay

Rozkývaná atmosféra
Počítačový model nabídl vědcům očekávaný pohled podobný bublání a varu. Vedle toho se ale objevily také další jevy z dynamiky tekutin. Látka jako by se chaoticky přelévala z místa na místo. Prohlédněte si simulaci ve videu. Tento jev se objevil už dříve na jednodušších simulacích a dostal název Nestabilita narůstajícího stojatého vlnění. Znamená to, že původní kulový stav se rozruší a zpočátku malé asymetrie, se rozrostou do velkých rozměrů. Podobný jev pozorovali vědci také v proudění pozemských tekutin, konkrétně ve vodních vírech a válcích. Proto byli zpočátku někteří vědci skeptičtí, že by se podobný princip uplatňoval při výbuších supernov. Nicméně trojdimenzionální model roli tohoto jevu potvrdil. Vědci doufají, že v budoucnu najdou otisk těchto asymetrií také v gravitačních vlnách, které výbuch některé z budoucích supernov vyvolá. 

Zkoumání supernov pomocí počítačových simulací bude pokračovat i nadále. Vědci si od nich slibují další detaily a zpřesnění teorií. Jejich cílem je definitivně rozluštit, jak výbuch supernovy probíhá a jak vznikají neutronové hvězdy. 

Autor:  Ludmila Divišová
 

Vesmír:

Po naší Zemi je Merkur zatím druhý příklad planety ve Sluneční soustavě, která dodnes vykazuje zřetelnou tektonickou aktivitu. Tektonickou aktivitou se přitom rozumí především rozsáhlé pohyby a deformace v kůře planety - Foto: Nicolle Rager Fuller/NSF

Planeta Merkur se dodnes zmenšuje

 
Elon Musk sice ve svém plánu počítá až s milionem lidí, přesídlených během sta let ze Země na Mars a vytvářejících tam první město, přesto však ve svém konceptu rozvedl jen základní obrysy podoby „Meziplanetárního dopravního systému” - Foto:  youtube.com

Elon Musk nás pozval na Mars – nebude to ale vůbec snadné

 
Chandra obíhá po výstředné eliptické dráze v oblasti mezi Zemí a Měsícem a monitoruje vesmír v rentgenové oblasti spektra - Foto:  NASA

Pluto je zdrojem rentgenového záření, tvrdí vesmírná observatoř

 
Další články... nahoru
ROZHLAS.CZ

ZPRÁVY > Domácí | Zahraničí | Ekonomika | Sport | Zelená vlna | Počasí

STANICE > Radiožurnál | Dvojka | Vltava | Plus | Radio Wave | D-Dur | Jazz | Rádio Junior

TÉMATA > Komentáře | Leonardo - věda a technika | Kultura | Příroda | Historie | Cestování | Životní styl | Média | Z rozhlasu

Plná verze | RSS | Kontakty | Podcasty | Mobilní aplikace
© 1997-2018 Český rozhlas