Суперкомпьютеры раскрыли 50-летнюю тайну красных гигантов

Учёные с помощью суперкомпьютерного моделирования выяснили, почему на поверхности красных гигантов происходят необъяснимые химические изменения. Ответ оказался в звёздном вращении.

Десятилетиями астрономы наблюдали сдвиги в химическом составе, например, в соотношении изотопов углерода-12 и углерода-13, на поверхности стареющих звёзд. Это указывало на перенос материала из глубинных слоев, но механизм оставался загадкой из-за стабильного барьерного слоя, отделяющего ядро от внешней конвективной оболочки.

Новое исследование, опубликованное в Nature Astronomy, показывает, что ключевую роль играет вращение звезды. С помощью высокодетальных 3D-симуляций учёные из Университета Виктории и Университета Миннесоты обнаружили, что вращение усиливает внутренние гравитационные волны, которые эффективно перемешивают вещество через барьер.

Мы смогли показать, что вращение звезды драматически усиливает то, насколько эффективно эти волны могут перемешивать материал через барьер, в степени, соответствующей наблюдаемым изменениям в поверхностном составе, — объяснил ведущий исследователь Саймон Блуэн.

Оказалось, что вращение может увеличить скорость перемешивания более чем в 100 раз по сравнению с невращающимися звёздами. Это открытие стало возможным благодаря мощности современных суперкомпьютеров, таких как кластер Trillium в Университете Торонто, запущенный в августе 2025 года.

Открытие не только решает давнюю астрофизическую загадку, но и даёт представление о будущем нашего Солнца, которое однажды станет красным гигантом. Разработанные методы моделирования также могут быть применены для изучения океанских течений, атмосферных процессов и даже кровотока.