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亚搏 超等蓄意机模拟揭示了红巨星中的旋转驱动与化学搀杂
发布日期：2026-02-25 11:22 点击次数：63
切入红巨星模拟里面。旋转的红色图案揭示了外层对流包层中的湍流搅拌默契，而较为安心的蓝色里面则线路了以波澜为主导的贫窭层，旋转极地面增强了搀杂。图片开首：UVic
超等蓄意机的跨越使得破解红巨星名义化学因素随演化变化的遥远谜题成为可能
永恒以来，天体裁家一直不笃定红巨星中枢的核聚变怎样导致其化学因素的蜕变，何况这些中枢变化与名义化学因素的变动之间的联系到底是何如的。一个持重层将星体里面与外层可变层离隔，元素怎样跨越这层一直是未解之谜。
在《Nature Astronomy》发表的一篇论文中，维多利亚大学（UVic）天体裁照拂中心（ARC）与明尼苏达大学的照拂团队惩办了这一难题。谜底是：星体自转。
“通过高分歧率 3D 模拟，咱们好像识别出星体自转对元素跨越障蔽层的影响。” UVic 照拂员兼博士后 Simon Blouin 如是说。 “星体自转是重要，并为典型红巨星所不雅测到的化学特征提供了当然解释。这一发现是默契星体演化程度的又一进攻法子。”
东谈主们早已知谈，当类太阳恒星耗尽中枢氢后，它们会彭胀成直径可达蓝本的 100 倍的红巨星。自 1970 年代起，科学家们在红巨星彭胀经过中不雅察到其名义因素的变化，包括碳-12 与碳-13 比值的下跌。 这些因素变化只可通过中枢核聚变区向名义运送物资来解释，但到现在为止，照拂者尚未好像阐发这一运送机制。
“咱们知谈，开云体育(kaiyun)官方网站产生于对流包层的搅拌默契所产生的里面波好像穿过这层障蔽，但以往的模拟发现这些波只可运送极少许的物资。咱们好像阐发，星体自转显贵放大了这些波跨越障蔽搀杂物资的效果，达到与名义因素不雅测变化相匹配的程度。” UVic 博士后 Simon Blouin 如是说。
Blouin 十分团队发现，所照拂星体的搀杂速度可特殊非自转星体的 100 倍，且速度随自转速度的加速而增多。红巨星代表了咱们本身太阳最终会达到的晚期演化阶段，亚博体育使这项照拂对默契太阳畴昔具有进攻真谛真谛。
超等蓄意机施展重要作用
为已毕这一芜乱，照拂东谈主员开展了水能源学模拟——大型三维模拟，模拟星体内物资怎样默契。由于蓄意量普遍，需要最先进的超等蓄意机，恰是新式蓄意资源使这项发现成为可能。
“直到最近，尽管星体自转被以为是破解这一难题的一部分，但受限的蓄意技艺结巴了咱们对该假定的定量测验。” ARC 细腻东谈主兼主任 Falk Herwig 如是说。 “这些模拟让咱们好像索要出轻捷效应，笃定试验发生了什么，从而匡助咱们默契不雅测截止。”
团队使用了德克萨斯大学奥斯汀分校的 Texas Advanced Computing Center 与多伦多大学 SciNet 的新 Trillium 超等蓄意集群进行模拟。
Trillium 于 前年 8 月插足运转，是加拿大用于大范围并行模拟的最刚劲超等蓄意机之一，亦然加拿大数字照拂定约（Digital Research Alliance of Canada）多台国度级超等蓄意机之一。其增强的蓄意技艺是完成此照拂的重要。
“恰是新 Trillium 机器的普遍蓄意力，使咱们好像发现新的星体搀杂经过。这是迄今为止最花消蓄意资源的星体对流与里面重力波模拟。” Falk Herwig，ARC 物理与天体裁教养兼主任，如是说。
{jz:field.toptypename/}模拟星体对流的蓄意时代也过去适用于默契当然界中的流动——从海洋环流、状态能源学到血液流动。Herwig 正在与跨范围照拂者配合，建造分享步调和基础设施，以鼓励大范围流动模拟。
Blouin 计算不竭照拂星体自转。固然本照拂聚焦一种特定类型的星体，他有酷好探索其他星体的情况，包括不同自转剖面怎样影响星体搀杂效果，以及自转是否能在其他星体类型和演化阶段进一步增强波搀杂。
勇编撰自论文"Wave-driven mixing enhanced by rotation in red giant branch stars".Nature Astronomy.2026有关信息，文中配图若未非常标注出处，均开首于自绘或公开图库。