Uno dei più potenti supercomputer sulla Terra ha simulato l'interno di stelle di piccola massa, aiutando gli scienziati a comprenderne l'evoluzione. Quando queste stelle esauriscono il loro combustibile a idrogeno, espellono l'elio nelle vicinanze. Ma le quantità di questo elio espulso non corrispondevano alle osservazioni dei telescopi. Questa nuova simulazione mostra che le stelle possono effettivamente distruggere parte di questo elio all'interno della stella, invece di espellerlo nello spazio.
Utilizzando modelli 3D eseguiti su alcuni dei computer più veloci al mondo, i fisici di laboratorio hanno creato un codice matematico che risolve un mistero che circonda l'evoluzione stellare.
Per anni, i fisici hanno teorizzato che le stelle di piccola massa (circa una o due volte le dimensioni del nostro sole) producono grandi quantità di elio 3 (³He). Quando esauriscono l'idrogeno nei loro nuclei per diventare giganti rosse, la maggior parte del loro trucco viene espulsa, arricchendo sostanzialmente l'universo in questo isotopo leggero dell'elio.
Gigante rossa di piccola massa
Questo arricchimento è in conflitto con le previsioni del Big Bang. Gli scienziati hanno teorizzato che le stelle distruggano questo He assumendo che quasi tutte le stelle ruotassero rapidamente, ma anche questo non è riuscito a portare i risultati dell'evoluzione in accordo con il Big Bang.
Ora, modellando una gigante rossa con un codice idrodinamico completamente 3D, i ricercatori LLNL hanno identificato il meccanismo di come e dove le stelle di piccola massa distruggono l'He che producono durante l'evoluzione.
Hanno scoperto che He che brucia in una regione appena al di fuori del nucleo di elio, precedentemente ritenuto stabile, crea le condizioni che guidano questo meccanismo di miscelazione appena scoperto.
Bolle di materiale, leggermente arricchito in idrogeno e sostanzialmente impoverito in ³He, galleggiano sulla superficie della stella e vengono sostituite da materiale ricco di ³He per ulteriore combustione. In questo modo le stelle distruggono il loro eccesso di ³He, senza assumere condizioni aggiuntive (come una rapida rotazione).
'Questo conferma come gli elementi si sono evoluti nell'universo e lo rende coerente con il Big Bang', ha affermato David Dearborn, un fisico del Lawrence Livermore National Laboratory. 'Il precedente modello unidimensionale non riconosceva l'instabilità creata dalla combustione di He.'
Lo stesso processo si applica ai soli poveri di metalli di piccola massa, che potrebbero essere stati più importanti delle stelle ricche di metalli come il sole nella prima parte della storia galattica nel determinare l'abbondanza di He del mezzo interstellare.
La ricerca appare nell'edizione del 26 ottobre di Science Express.
Il Big Bang è la teoria scientifica di come l'universo sia emerso da uno stato tremendamente denso e caldo circa 13,7 miliardi di anni fa.
Il Big Bang ha prodotto circa il 10 percento di 4He, lo 0,001 percento di He con quasi il resto costituito da idrogeno.
In seguito, le stelle di piccola massa avrebbero dovuto aumentare la produzione di He allo 0,01%. Tuttavia, le osservazioni di ³He nel mezzo interstellare mostrano che rimane allo 0,001 percento. Allora dov'è finito quel È andato?
È qui che entra in gioco il team di Livermore. Gli scienziati di Livermore Peter Eggleton e Dearborn hanno collaborato con John Lattanzio del Center for Stellar and Planetary Astrophysics in Australia per creare un codice che descrive come Lui brucia durante la formazione stellare in modo che la composizione dell'universo dopo il Grande Bang è riconciliato.
'Prima del nostro lavoro, si percepiva che l'He nella busta era in gran parte indistruttibile e sarebbe stato espulso più tardi nello spazio, arricchendo così il mezzo interstellare e causando il conflitto con il Big Bang', ha detto Eggleton, un astrofisico e leader autore della carta. 'Quello che troviamo è che È inaspettatamente distruttibile, da un processo di miscelazione guidato da un fenomeno che è stato finora ignorato.'
Fondato nel 1952, il Lawrence Livermore National Laboratory è un laboratorio di sicurezza nazionale, con la missione di garantire la sicurezza nazionale e applicare la scienza e la tecnologia alle questioni importanti del nostro tempo. Il Lawrence Livermore National Laboratory è gestito dall'Università della California per conto della National Nuclear Security Administration del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
Fonte originale: comunicato stampa LLNL