Эволюция звезд является фундаментальным процессом в космической астрономии и ключевым элементом понимания космической жизни и устройства Вселенной. В данной теме рассмотрен процесс формирования и эволюции звезд, а также рассматриваются наиболее значимые теоретические и экспериментальные данные этой области. Звездообразование начинается с пылевого облака, гравитация которого начинает собирать вещество. При росте планетесимальные тела начинают опускаться в центр облака, ускоряя процесс образования звезды. Затем наступает фаза звездного созревания, когда формируется звездный коллапсирующий ядро, которое разогревается внутренними кристаллизационными и термоядерными реакциями, что приводит к зажиганию звезды через ядерный синтез. Когда ядерный топливный запас у звезды исчерпывается, она начинает расширяться и становится красным гигантом. В зависимости от массы звезды, которая определяет ее жизненный цикл, звезда может закончить свою жизнь в виде белого карлика, нейтронной звезды или черной дыры. О причинах и механизмах эволюции звездных объектов было сказано многое еще в первой половине ХХ века. О одном из центральных механизмов – ядерном синтезе – известно уже более полувека. Именно она лежит в основе процессов, происходящих в звездах, и это идущее в окружающий мир тепло и свет, зрелищные проявления на поверхности звезд – пятна, вспышки, эффекты гравитационного линзирования, создание космических лучей и элементов, из которых состоит наша планета и живые организмы. Однако редко встречаются компьютерные модели, преподносящие настолько качественный уровень, как модель развития звезд, созданная парой прикладных математиков-физиков из Калифорнии Алексом Хэйнцвеллером и Ларри Харстребером. Они спроектировали мощную компьютерную модель, которая задействовала не только мощи суперкомпьютеров, но и множество физических параметров и согласованных систем уравнений. Прототип такой модели был создан два десятка лет назад, но контроль предельно опасной группы систем уравнений, задействованных в модели, представлял огромные трудности. Математические связи нужно находить между различными типами решений, которые могут быть получены из уравнений. Коммуникация между различными подходами к решениям приложения близка к нулю. Из-за этих трудностей первый прототип модели создавался полгода. Тем не менее, пара создателей перекрестно связывала результаты, полученные в различных пунктах работы модели, – это позволяло убедиться, что все компоненты готовы работать вместе и играть свою роль в различных физических условиях и на разных временных шкалах. И вскоре, благодаря улучшению алгоритмов и дополнительным вычислительным мощностям, они достигли рабочей версии модели. В 2016 году они анонсировали свою модель, названную Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA), которая позволяет учитывать прихоти звездных, механических и тепловых процессов на разных стадиях жизненного цикла звезд, находящихся в настоящее время, а также эволюционирующих звезд, что позволяет исследовать все аспекты звездообразования и звездной эволюции. Aktualisierung / Проверка (актуализации) знаний Результаты моделирования, особенно важные для понимания эволюции звезд, были обобщены в научных статьях и журналах. Такие работы усиливают знания в области и способствуют развитию теоретических концепций. Кроме того, данные, полученные в экспериментах, позволяют эффективно апдейтить информацию о физических свойствах звезд на нынешний момент. Например, экспериментальные данные об обнаружении гравитационных волн в 2015 году позволили обновить знания об источниках этих волн – крупнейших космических объектах черных дырах и нейтронных звездах. Следует отметить, что ранее существующие модели на основе теории относительности были основаны на изучении свойств звездных объектов более массивной звезды. Обнаружение гравитационных волн от двух нейтронных звезд открыло новую главу в исследовании таких объектов и позволило значительно обновить данные о них. Таким образом, с точки зрения эволюции звезд, существует несколько подходов для проверки и обновления знаний: создание компьютерных моделей на основе численных методов и экспериментальные данные. Учитывая устройство Вселенной, которое настолько сложно, что даже наиболее передовые модели не могут смоделировать все взаимодействия и условия. Поэтому на очистку знаний всегда оказывается полезен естественный эксперимент, что дается ученым через наблюдения звезд.