模拟揭示了恒星演化阶段的前所未有的细节-菜科网

【菜科解读】

纵轴是以108厘米为单位的半径。

在色标中，对流速度的平方。

异构体轮廓显示为黑线。

这些线表明壳层在氖燃烧阶段经历了显著的膨胀。

垂直的红色条表示流体动力学模拟的开始时间和径向范围。

鸣谢:uux.cn/皇家天文学会月报 2023。

DOI: 10.1093/mnras/stad1572据基尔大学：由于新的模拟技术，科学家们首次对恒星的整个演化阶段进行了3D模拟。

由基尔大学领导的一个国际研究小组利用计算机处理和模拟技术的最新进展，以前所未有的细节和现实水平研究了恒星演化的核燃烧阶段。

推进当前模型我们对恒星及其生命周期的大部分科学认识来自一维模型，这些模型在准确性和所能提供的细节数量方面受到严重限制。

恒星内部的复杂过程也意味着有许多不确定因素会使这些模拟不可靠。

但是，计算机模拟技术的新进展使研究人员首次能够制作整个恒星阶段的3D模拟，连续显示恒星从这个阶段的早期发展到完全耗尽的一部分。

他们的发现发表在《皇家天文学会月报》上，为恒星物理学中长期争论的问题提供了至关重要的答案。

三维恒星演化的黎明主要作者、基尔大学的博士生费德里科·里祖蒂 Federico Rizzuti说，为了这份新出版物，我们对恒星内部进行了足够长时间的3D模拟，以观察一个完整的‘核燃烧阶段’的演变，这是以前从未做过的。

这使我们能够详细研究核燃烧阶段是如何发展并最终消亡的，特别是核反应和恒星层湍流之间的复杂相互作用，达到了新的精确度和现实性。

我们发现，在这个阶段，核反应非常有效，很快就耗尽了所有的燃料，也阻止了元素在恒星不同层之间的移动。

我们还能够研究在这个阶段消耗和产生了什么化学元素。

这将为我们提供恒星如何生存和死亡的新信息，以及它们在死亡时是否产生超新星爆炸、中子星和黑洞。

我们的工作还表明，最终有可能用3D模型模拟恒星生命的很长一段时间，我们确信不久我们将看到更多的3D恒星模拟:这就是为什么我们称之为3D恒星演化的黎明" TAG:

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僵尸恒星周围具备宇宙生命诞生条件

　据国外媒体报道，当低质量恒星接近生命尾声时会演化成白矮星，科学家们认为白矮星发出的光恰好可用于维持宇宙生命的生存，其周围的可居住区将变得宇宙生命的温床，这个发现可能会使得具有潜在生命的行星比我们想象得更为普遍。

目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主，并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星，这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。

　　相比较之下，白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地，作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星，此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行，于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质，这就是白矮星。

由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑，其具有极端的高密度，而体积并不比地球大多少。

　　尽管如此，科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区，满足液态水存在于行星表面，由于白矮星形成时具有极高的温度，其本身却没有能量来源，因此可以不断向外辐射热量，研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久，而我们的太阳系只有45亿年左右，如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星，那么这个时间可能比宇宙的年龄还长，因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命，并演化成高级文明。

　　在最新一项的研究中发现，位于白矮星周围可居住区轨道上的行星可获得合适波长的光，可以维持光合作用的进行。

至关重要的是，白矮星周围并不是出现太多有害的紫外线辐射，其能量辐射方式与太阳存在不同之处，而紫外线却可以杀死行星上暴露出来的生命。

　　根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂（Luca Fossati）和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。

通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在，并模拟白矮星的各种条件，计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值，尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线，他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍，从剂量的角度看，是非常接近地球环境的。