Разработано наиболее точное моделирование образования звезд

Астрофизики разработали первое моделирование гигантского молекулярного облака для звездообразования, включающее джеты, излучение, ветра, сверхновые.

Об этом рассказывают в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики (CfA), передают OstanniPodii.com

Звездообразование – пожалуй, важнейший процесс во Вселенной. За время своей жизни, а затем и смерти, звезды производят все химические элементы, кроме водорода и гелия (образовавшихся во время Большого взрыва). В молодости звезды способствуют рождению планет и более мелких тел, а их гибель приводит к появлению сверхновых, сверхплотных тел, таких как черные дыры, нейтронные звезды или белые карлики, а также туманностей.

Звезды излучают в космос свою энергию на длинах волн по всему спектру, нагревая поверхности планет, способствуя межзвездным химическим процессам и освещая галактики во все космические эпохи. Звездообразование, определяя расположение, разнообразие и относительную массу звезд, регулирует палитру неба и многоцветие его атрибутов.

По крайней мере, в нашу эпоху звезды во Вселенной образуются, когда массивные облака с молекулярным газом коллапсируют под действием гравитации. Но в Млечном Пути этот процесс очень неэффективен; только около 1% имеющегося материала в результате превращается в звезду. Астрономы считают, что одной из причин этого является то, что звездообразующим ядрам мешает развиваться внешнее давление турбулентных сверхзвуковых движений газа (то есть движущегося быстрее скорости звука газа) и оттоков от сверхновых, ветров или джетов, производимых предыдущим поколением звезд. По крайней мере, такая картина для звезд малой массы.

Наблюдение за молодыми массивными звездами, однако, иногда позволяют сделать противоположное заключение: звезды большой массы образуются именно там, где газовая турбулентность препятствует развитию звезд малой массы, пока не накопится достаточно массы для рождения массивных звезд. Многие сложные, взаимосвязанные физические процессы, вовлеченные в это, оставляют много загадок, в том числе: почему звезды образуются с низкой эффективностью, почему они имеют определенные массы, почему и как они формируются в скоплениях, и почему некоторые из них находятся в многосоставных системах, а остальные нет.

Компьютерное моделирование может предоставить фундаментальное понимание этих вопросов. Астрономы работают уже несколько десятилетий, совершенствуя свои коды и сравнивая их с наблюдениями. Задача сложна: мало того, что в работе участвуют много различных физических процессов, они влияют друг на друга, а критические шаги происходят в пространственных масштабах от сотен световых лет к непосредственной близости от зарождающейся звезды и во временных масштабах от миллионов лет до нескольких дней. Реалистичное моделирование звездообразования должно как-то точно учитывать все это.

Астроном CfA Анна Розен и её коллеги разработали первое моделирование гигантского молекулярного облака, в котором прослеживается формирование отдельных звезд и их обратная связь с джетами, излучением, ветрами и сверхновыми. Его создано на основе предыдущих их кодов, включающих гравитацию, магнитные поля и турбулентность, которые давали нереально высокий коэффициент звездообразования и приводили к избытку массивных звезд.

Новое численное моделирование прослеживает звездообразование в облаке в течение примерно 8 миллионов лет, используя около 160 миллионов шагов, некоторые из которых разделены временем только в один день. Оно избегает недостатков предыдущих кодов, но при этом сохраняет всеобщую согласованность с их более точными результатами. В работе также сделаны важные выводы, в том числе о том, что протозвездные джеты являются доминантным источником обратной связи, препятствующим рождению звезд; тогда как обратный от сверхновых возникает слишком поздно в цикле рождения, чтобы серьезно нарушить развитие других звезд в яслях.

Опубликованное в "Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества", это знаменательное достижение является первым численным моделированием какого-либо вида, моделирующее формирование звездного кластера, отслеживая образование, аккрецию, движение, эволюцию и обратную связь отдельных звезд и протозвезд, с обратной связью по всем основным каналам: протозвездными джетами, звездным ветрам, звездному излучению и сверхновыми с коллапсом ядра.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.