Космічний танок. Астрономи створили реалістичну симуляцію народження зірки

19 травня 2021, 14:46
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

Астрофізики Північно-Західного університету в США розробили найбільш реалістичну симуляцію народження зірки з найвищою роздільною здатністю на сьогодні.

У новому дослідженні вчені представили інструмент під назвою STARFORGE, який здатний змоделювати процеси зореутворення в газовій хмарі, розмір якої в 100 разів більший, ніж у попередніх моделях.

Відео дня

Утворення зірок відбувається протягом мільйонів років у щільних, холодних хмарах молекулярного газу і пилу, де разом утворюються скупчення зірок. Це не той процес, який ми, ймовірно, коли-небудь зможемо спостерігати від початку до кінця, але абсолютно дивовижна симуляція робить нас ближчими, ніж ми коли-небудь були.

Симуляція називається STARFORGE ореутворення в газовому середовищі), і з її допомогою астрономи вперше змогли змоделювати цілу молекулярну хмару з новоутворюваних зірок, ділянку, відому як зоряний розплідник, і все це у високій роздільній здатності.

Це допоможе астрономам детальніше вивчити зореутворення, порівнюючи його з реальними протозірками (зірками, які ще не повністю виросли) на різних стадіях формування, що допоможе зрозуміти процеси, що відбуваються.

«Як утворюються зірки — це центральне питання астрофізики. Це було дуже складне питання для вивчення через цілу низку залучених фізичних процесів. Це нове моделювання допоможе нам безпосередньо відповісти на фундаментальні питання, на які ми не могли дати остаточної відповіді раніше», — сказав астрофізик Клод-Андре Фошер-Жигер з Північно-Західного університету.

Астрономи впевнені, що знають основні моменти зореутворення. Все починається зі згустку молекулярного газу, що зазвичай розміщується в хмарі речовини. За достатньої щільності згусток схлопується під дією власної сили тяжіння, утворюючи протозірку, яка починає обертатися.

Це обертання змушує матеріал в хмарі навколо неї утворювати диск, який котиться в зростаючу зірку, як вода в каналізацію, та невблаганно втягується її гравітаційною силою.

Коли зірка набере достатню масу, в ядрі буде досить тепла і тиску, щоб почати ядерний синтез, за якого атоми водню зливаються з утворенням гелію. Із залишків матеріалу на диску утворюються планети, астероїди і так далі.

Однак все це відбувається в щільній хмарі, а це значить, що нам важко в цьому розібратися. І оскільки це відбувається протягом мільйонів років, будь-яка окрема протозірка, яку ми спостерігаємо, являє собою всього лише один-єдиний знімок набагато тривалішої більшої і дуже складної події.

Щоб побудувати STARFORGE, команді астрономів на чолі з Майклом Грудічем з Північно-Західного університету довелося взяти до уваги безліч фізичних явищ, зокрема температуру, гравітацію, магнітні поля, газову динаміку, а також потужні зоряні вітри та плазмові струмені, які випускаються зірками.

Вони проводили свої симуляції на одному з найпотужніших суперкомп’ютерів у світі, протягом майже 100 днів. Результат, показаний на одному відео, — це прекрасне явище — ціла зоряна дитяча кімната і формування зірок усередині від початку до кінця.

«Люди моделюють зореутворення вже кілька десятиліть, але STARFORGE — це якісний стрибок у технологіях. Інші моделі змогли змоделювати лише крихітну ділянку хмари, де формуються зірки, а не всю хмару у високій якості», — сказав Грудіч.

Змодельована хмара на відео, величезний об'єкт, у 20 000 разів потужніший, ніж Сонце, спочатку просто висить в космосі. Згодом газ штовхається такими силами, як міжзоряні вітри й ударні хвилі, які створюють ділянки з вищою щільністю, які можуть гравітаційно колапсувати в протозірки.

Раніше НВ писав, що червоний гігант, розташований на відстані 16 тисяч світлових років від Землі, мабуть, є представником другого покоління зірок у Всесвіті.

Згідно з аналізом хімічного складу, зірка містить елементи, які утворюються в процесі життя і смерті першого покоління зірок. Отже, з її допомогою вчені можуть знайти перше покоління коли-небудь народжених зірок — жодна з яких ще не була виявлена.

Повідомляється, що дослідники провели свій аналіз за допомогою фотометрії — методу вимірювання інтенсивності світла, тим самим пропонуючи новий спосіб пошуку таких древніх об'єктів.

«Ми хочемо повідомити про відкриття SPLUS J210428.01−004934.2 (далі SPLUS J2104−0049) — безметалевої зірки, виявленої за допомогою вузькосмугової фотометрії SPLUS і підтвердженої спектроскопією середньої і високої роздільної здатності», — написали дослідники в своїй статті.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X