Астрофизики создали самую реалистичную 3D-модель рождения звезды

Американские астрофизики разработали самую реалистичную симуляцию звездообразования с самым высоким разрешением на сегодняшний день.  Это стало возможным благодаря компьютерной симуляции, получившей название STARFORGE, которая впервые смоделировала газовое облако, в 100 раз более массивное, чем создавали ранее.

Это также первая симуляция, которая одновременно моделирует звездообразование, эволюцию и динамику с учетом звездных реакций, включая звездные струи, излучение, ветер и активность близлежащих сверхновых. В то время как другие симуляции включают отдельные типы звездных реакций, STARFORGE объединяет их, чтобы моделировать, как эти различные процессы взаимодействуют, влияя на звездообразование.

Звездообразование — астрофизический термин, обозначающий крупномасштабный процесс в галактике, при котором массово начинают формироваться звезды из межзвездного газа. Спиральные ветви, общая структура галактики, звездное население, светимость и химический состав межзвёздной среды — все это результат данного процесса. О том, сколько звезд на небе, можно узнать в отдельном материале «Вокруг Света. Украина».

Используя STARFORGE, астрофизики стремятся получить ответы на давно задаваемые вопросы, в том числе почему звездообразование происходит медленно и неэффективно, что определяет массу звезды и почему звезды имеют тенденцию объединяться в скопления.  «Ученые моделируют звездообразование уже пару десятилетий, но STARFORGE — это квантовый прыжок в технологиях», — говорит Майкл Грудич из Северо-Западного университета. — Другие симуляции могли смоделировать только крошечный участок облака, где формируются звезды, а не все облако в высоком разрешении. Не видя общей картины, мы упускаем множество факторов, которые могут повлиять на результат».

Для разработки STARFORGE ученые объединили вычислительный код для множества явлений в физике, включая газовую динамику, магнитные поля, гравитацию, нагрев и охлаждение, а также процессы звездной реакции. Данная симуляция показывает массу газа, в десятки или миллионы раз превышающую массу Солнца, плавающую в галактике. По мере развития газового облака оно образует структуры. Они разрушаются и распадаются на части, которые в конечном итоге образуют отдельные звезды. Как только звезды образуются, они запускают струи газа наружу с обоих полюсов, пробивая окружающее облако. Процесс заканчивается, когда не остается газа для образования звезд.

STARFORGE уже помог ученым открыть принципиально новое понимание звездообразования. Когда исследователи провели моделирование без учета газовых потоков, звезды оказались слишком большими, в 10 раз больше массы Солнца. После добавления потоков в симуляцию массы звезд стали намного более реалистичными — менее половины массы Солнца.

Помимо более глубокого понимания процесса рождения звезд,  исследователи из Северо-Западного университета считают, что STARFORGE может помочь нам узнать больше о Вселенной и даже о самих себе. «Понимание формирования галактик зависит от предположений о звездообразовании», — говорит Грудич. — Если мы сможем понять, как формируются звезды, то мы сможем понять, как формируются галактики. А, получив больше знаний о формировании галактик, мы сможем больше понять, как устроена Вселенная. Понимание того, откуда мы пришли и какое наше место н во Вселенной, в конечном итоге зависит от понимания процесса происхождения звезд».

По материалам «Фокус»

Читайте также:

Телескоп Хаббл запечатлел настоящую фабрику звезд

Астрономы впервые сняли рождение двойной звезды

Галактический ветер, управляющий рождением звезд, обнаружили в глубинах космоса