科学家在超级计算机内部点燃了热核爆炸

计算机模拟让我们对食人中子星的骚乱行为有了新的认识。

当一个中子星从亲密的双星伴星中吸取物质，积累的物质的不稳定热核燃烧会产生疯狂的爆炸，使X辐射在整个宇宙中爆发。

这些强大的喷发究竟是如何演变并扩散到中子星表面的，这是一个谜。但是，通过尝试使用模拟来复制观察到的X射线耀斑，科学家们正在更多地了解它们的来龙去脉，以及产生它们的超致密中子星。

“我们可以通过模拟更详细地看到这些事件的发生，”计算天体物理学家Michael Zingale说纽约州立大学石溪分校。

“我们想做的一件事是了解中子星的性质，因为我们想了解物质在中子星中发现的极端密度下的行为。

中子星是宇宙中密度最大的物体之一。它们是一颗大质量恒星度过它的生命、耗尽燃料和在超新星中爆炸.

然而，当外部物质爆炸到太空中时，恒星的核心在重力作用下坍缩，形成一个直径约20公里（12英里）的超致密球，将尽可能多的质量打包到这个小球体中高达 2.3 个太阳左右。

被压扁的物质如此密集是预计会一个有点古怪自委婉地说.但科学家可以研究它们的热核爆发，以限制它们的大小，这反过来又可以帮助模拟它们的内部。

由于多种原因（距离、危险等），我们无法完全舒适地靠近中子星来更仔细地观察它们，但我们可以收集有关中子星X射线爆发的所有信息，并尝试将其结果与观测数据相匹配的模拟放在一起。

这听起来很简单，但中子星的物理学真的很复杂;模拟它们的行为需要大量的计算能力。

在以前的工作中，研究人员使用了巅峰超级计算机在橡树岭国家实验室模拟二维热核火焰。现在，他们已经在这项工作的基础上，将他们的模拟扩展到了第三个维度。

“最大的目标始终是将这些事件的模拟与我们观察到的情况联系起来，”Zingale解释道.“我们的目标是了解底层恒星的样子，探索这些模型在各个维度上可以做什么至关重要。

模型3D中子星的温度比太阳高几百万倍，自旋速度为每秒1000转，这与理论上非常接近上限中子星自旋速度。然后，他们模拟了热核火焰的早期演化。

尽管 2D 模拟中的火焰传播速度略快于 3D 版本，但两个模型的增长趋势非常相似。该协议意味着 2D 模拟仍然是研究这些繁忙爆炸的好工具，但仍有一些事情无法做到。

例如，湍流在二维和三维中表现不同;但是，能够将2D SIM卡用于它可以做的部分将释放计算能力用于其他事情，例如提高刻录的保真度。

有了这些信息，就可以进行模拟，以提供关于中子星如何发脾气的真正见解。

“我们即将模拟火焰从一极到另一极蔓延到整个恒星，”Zingale 说.“这太令人兴奋了。”

该研究已发表在天体物理学杂志.

宝宝起名 起名