צוות חוקרים במכון לאסטרונומיה של האקדמיה הסינית השיג תובנות פורצות דרך על הפיזיקה של גלי הלם של סופרנובות.
בעזרת אשכול המחשוב החזק Kawas במכון, הצוות ביצע במשך יותר משנתיים חישובים אינטנסיביים כדי לפתח את ההדמיות הדו-ממדית בריבוי אורכי גל הראשונות בעולם של ההידרודינמיקה של הקרינה. הדמיות מתקדמות אלו סיפקו הבנה מפורטת של הבזקי התפרצות גל ההלם על ידי מידול מדויק של האינטראקציה של פוטונים בעלי אנרגיות שונות עם הדינמיקה של גל ההלם.
פריצת הדרך הזאת מאפשרת למדענים להשוות את האותות המדומים של הבזק גל ההלם ישירות עם נתוני תצפיות אמיתיים, ובכך לשפר את יכולתנו לחקור ולחזות סופרנובות. ממצאי הצוות פורסמו בגיליון האחרון של כתב העת Astrophysical Journal.
היווצרות סופרנובות
כוכבים מאסיביים, שמסתם בין פי 10 לפי 30 ממסת השמש, עוברים שינויים דרמטיים בשלבי חייהם האחרונים. כאשר הם מתקרבים לסופם, הם מפתחים ליבה עשויה ברזל שקורסת בסופו של דבר תחת הכבידה של עצמה, ויוצרת כוכב נויטרונים. קריסה זו משחררת כמות עצומה של אנרגיה כבידתית, בעיקר דרך נייטרינו, אשר מעוררים גל הלם עוצמתי שקורע את הכוכב לגזרים.
גל ההלם נע דרך הכוכב במהירויות על-קוליות וממלא תפקיד מרכזי בהתפוצצות הסופרנובה. כאשר הוא מגיע לפני הכוכב, האנרגיה מגל ההלם מתחילה להתפשט החוצה, ויוצרת הבזק אור עוצמתי במיוחד, הידוע בשם "התפרצות גל ההלם של הסופרנובה". משך הזמן של הבזק זה תלוי בגודל ובמסה של הכוכב, והוא בדרך כלל רק כמה שעות. מרבית הקרינה מאירוע זה נפלטת בקרני רנטגן ובאור אולטרה-סגול, ומופיעה זמן רב לפני שההתפוצצות הופכת לגלויה לעין בלתי מזוינת.
מכיוון שהתפרצות גל ההלם מתרחשת בשלב מוקדם של תהליך הסופרנובה, היא משמשת כאות אזהרה מוקדם יקר ערך, שעוזר לאסטרונומים לחזות מתי כוכב עומד להתפוצץ.
תובנות מהדמיות על הסופרנובה 1987A
ההדמיות של הצוות התמקדו בסופרנובה המפורסמת 1987A, המאפשרת הזדמנות ייחודית לחקור את ההתפתחות מסופרנובות של קריסת ליבה לשאריות סופרנובות. המחקר מגלה שהסביבה של כוכב המקור משפיעה באופן משמעותי על הבזק ההתפרצות, ומצביע על כך שניתן להשתמש בהבזק זה כדי לחקור את התנאים סביב התפוצצויות סופרנובה ולהסיק את הקשר בין התווך סביב הכוכב ובין איבוד המסה שלו.
ההדמיות הרב-ממדיות הראו שאי-יציבות של זרימות במהלך התפרצות גל ההלם מגבירה את בהירות ההבזק ומאריכה את משכו, תוצאות השונות באופן משמעותי מהדמיות חד-ממדיות קודמות, ומשנות באופן מהותי את הבנתנו לגבי הבזקי התפרצויות של סופרנובות.
עוד בנושא באתר הידען:
