物理学家模拟超新星爆发极端过程

dr.qinan

据英国《新科学家》杂志报道，日前，美国阿贡国家实验室的物理学家利用IBM超级电脑“蓝色基因”，模拟出超新星爆发的极端物理过程。
1.超新星内部状况


“蓝色基因”超级电脑制成的模拟图清晰呈现了一颗“短命”的超大质量恒星暴力死亡的机制。这张图片显示超新星核心的能值。不同的颜色和透明度代表不同的熵值。科学家通过有选择性地调节颜色的透明度，将超新星的外层剥去，揭示其内部状况。

2.超新星爆发后瞬间


这是Ia型超新星瞬间爆发后稍纵即逝的一幕。此次爆发释放的能量相当于1027颗氢弹，而每颗氢弹相当于1000万吨TNT的爆炸当量。这种剧烈的能量释放使得Ia型超新星成为宇宙中最耀眼的爆发之一，由此可作为宇宙学中的距离指示器。

3.超新星爆发


这是超新星爆发的情景，是上一张图片的延续。超新星爆发本身持续时间不到5秒，但模拟整个过程，“蓝色基因”超级电脑却动用了超过16万个处理器，运算时间达2200万个小时。

4.超新星内核燃烧


这是超新星内核燃烧的清晰展示，最左边的一幅图描绘了内核燃烧表面。另外两幅图分别呈现燃烧的速度和涡度拟能，描写了内核燃烧如何在整个超新星内部循环。

5.Ia型超新星三维模拟图


此图是在开启这次事件的内核泡沫状火焰被点燃后不久拍摄的，显示它们稍微偏离超新星(淡蓝色表面，这颗超新星源自一颗白矮星)的中心区域。浮力驱使泡沫状火焰(黄色和红色表面)迅速升至超新星的表面。

6.超新星内核泡沫状火焰


这是图一中内核泡沫状火焰的高清特写镜头。此图显示内核火焰的涡旋状态，表明在超新星所处的这个阶段，控制内核泡沫状火焰涉及的一个复杂、动荡过程。