Bild University of Victoria Ett snitt genom det datasimulerade
inre av en röd jättestjärna.
Superdatorer kommer i framtiden att göra det än mer möjligt att
lösa en intressant astronomisk frågeställning. Hur kan vi förklara förändringarna i
den kemiska sammansättningen på ytan av röda jättestjärnor då de utvecklas?
I årtionden har forskare varit osäkra på exakt hur
den förändrade kemiska sammansättningen i centrum av en röd jättestjärna,
orsakad av kärnbränning, hänger ihop med förändringar i sammansättningen vid
ytan. Ett stabilt lager fungerar som en barriär mellan stjärnans inre och det
yttre höljet. Hur grundämnen korsar det lagret förblev ett mysterium tills nu.
Svaret blev? Stjärnrotation.
"Med hjälp av högupplösta 3D-simuleringar kunde vi identifiera vilken påverkan som stjärnors rotation har på elementernas förmåga att korsa barriären," beskriver Simon Blouin, huvudforskare och postdoktoral forskare vid UVic. "Stjärnrotation är avgörande och ger en naturlig förklaring till de observerade kemiska signaturerna hos typiska röda jättestjärnor.Upptäckten är ytterligare ett steg framåt i förståelsen av hur stjärnor utvecklas över tid."
(En röd jättestjärna är ett sent, ljusstarkt skede i en stjärnas liv när den sväller till enorma proportioner (100–1000 gånger solens diameter) och får en rödaktig färg på grund av lägre yttemperatur. Detta sker när vätet i kärnan tar slut och stjärnan börjar fusionera tyngre ämnen. Vår sol förväntas bli en röd jätte om ca 5 miljarder år.)
Teamet använde
datorresurser vid Texas Advanced Computing Centre vid University of Texas i
Austin och det nya Trillium-superdatorklustret vid SciNet vid University of
Toronto för att genomföra sina datorsimuleringar. Trillium, som lanserades i augusti
2025 är en av de mest kraftfulla superdatorerna för stora-parallella
simuleringar som finns tillgängliga för akademisk forskning i Kanada och är en
av flera nationella superdatorer inom Digital Research Alliance of Canada. Dess
utökade datorkraft var avgörande för att slutföra forskningen.
I en nyligen publicerad artikel i Nature Astronomy visas hur forskarna vid University of Victorias (UVic) Astronomy Research Centre (ARC) och University of Minnesota löste problemet. Forskningen stöddes av Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), National Science Foundation (NSF) och USA:s energidepartement.
