Первая 3D MHD модель предсверхновой: турбулентность в оболочках вдвое сильнее теории

Международная группа астрофизиков представила первые трехмерные магнитно-гидродинамические (MHD) модели звезд-предшественников сверхновых. Работа, опубликованная на arXiv, показывает, что турбулентность и ядерное горение в оболочках вокруг ядра звезды значительно отличаются от одномерных расчетов.

Исследователи использовали код Aenus-ALCAR для моделирования двух компактных звезд Вольфа-Райе, полученных с помощью эволюционных кодов GENEC и MESA. Модели были построены за несколько минут до коллапса ядра и просчитаны до самого взрыва.

Оказалось, что в протяженных кислородных оболочках турбулентные скорости примерно в два раза превышают предсказания теории перемешивания (MLT). В тонкой кремниевой оболочке MLT работает еще хуже: перемешивание ослаблено у границ, а профиль эффективной диффузии сильно отличается от одномерного.

Эти различия напрямую влияют на протяженность и эффективность ядерного горения на финальных стадиях эволюции массивных звезд. Авторы предлагают поправки, которые можно учесть в одномерных моделях.

Новые 3D MHD предсверхновые модели пригодны для последующих расчетов коллапса и взрыва. Они впервые дают реалистичное распределение магнитных полей, момента вращения и конвективных асимметрий.

Работа открывает путь к более точному пониманию самых мощных взрывов во Вселенной — коллапсирующих сверхновых, особенно связанных с быстрым вращением и сильными магнитными полями.