Математическое моделирование турбулентного горения углерода в задачах слияния белых карликов и взрыва сверхновых типа Ia

Сверхновые типа Ia играют ключевую роль в астрофизике, но механизмы их взрыва остаются до конца неизученными. Аппарат математического моделирования является основным для изучения известных и всех потенциально новых сценариев взрыва сверхновых типа Ia. В основе всех сценариев лежит ядерное горение материала белых карликов, прежде всего ядерное горение углерода, и последующая детонация со взрывом сверхновой. При моделировании взрыва сверхновых типа Ia используется подсеточная модель статического горения углерода. Такая модель не учитывает предшествующей эволюции и динамики белых карликов, что приводит к более низким значениям энергии горения и, следовательно, взрыва сверхновой. Предлагается математическая модель турбулетного горения углерода, которая более адекватно описывает горение материала с учётом динамики белых карликов. С помощью вычислительных экспериментов показано, что сверхзвуковое турбулентное горение позволяет в несколько раз увеличить энергию взрыва. Это достигается «перекачкой» кинетической энергии, полученной из ненулевой дисперсии скоростей, во внутреннюю энергию и более активное протекания ядерных реакций альфа-цепочки от углерода до железа и никеля. В дальнейшем построенная модель будет использоваться в качестве подсеточной модели горения материала белых карликов.