Розроблено першу 3D – модель з високою роздільною здатністю процесу утворення зірок із хмар газу.
Користувачі моделі «Starforge» (Star Formation in Gaseous Environments, Утворення зірок у газових середовищах) можуть політати всередині різнокольорової хмари газу і побачити, як з неї формуються зірки. Дослідники сподіваються, що ця симуляція допоможе їм у розкритті багатьох секретів народження зірок, серед яких: чому цей процес є настільки повільним та неефективним? Від чого залежить маса зірки? Чому зірки зазвичай збираються у скупчення?
Нова розробка може моделювати хмари газу у 100 разів більшої маси, ніж того дозволяли попередні моделі. Завдяки Starforge, науковці зможуть враховувати у процесі моделювання вплив джетів, випромінювання, вітру і навіть наднових на процес формування та еволюції зірок.
«Коли ми спостерігаємо за народженням зірок, все, що ми бачимо – місця їх формування, що заморожені у часі. До того ж, це відбувається всередині пилових хмар, тому новонароджені зірки від нас практично приховані» – каже соавтор моделі Michael Grudić.
Модель дозволяє побачити, як із міжзоряних хмар газу народжуються нові зірки.
Модель є величезною: на одному з найбільших у світі суперкомп’ютерів, що розташований у Texas Advanced Computing Center, одна симуляція виконується до трьох місяців. Але науковці стверджують, що саме розмір та обчислювальна складність моделі дозволяють отримати набагато точніші результати.
Michael Grudić стверджує, що модель – справжній прорив: «Можливості інших моделей обмежувалися симуляцією лише тої малої частини хмари, у якій утворюються зірки, а не всієї хмари і з високою роздільною здатністю. Ми упускаємо багато факторів, що можуть вплинути на нову зірку, коли не бачимо загальної картини».
Симуляція починається з хмари газу масою у мільйони сонячних. Згодом, хмара починає закручуватися та формувати різноманітні структури, і розпадається знов. У результаті цього процесу залишаються маленькі області газу, що під дією тепла від тертя та гравітації утворюють нові зірки. Найяскравішим моментом у народженні нової зірки є утворення двох надшвидких джетів газу із полюсів зірки, що проривають хмари навколо.
Астрофізики вже використали Starforge, щоб зрозуміти, як маса зірки залежить від цих викидів газу. Коли вони провели симуляцію без врахування джетів, результатом були надзвичайно великі зірки – приблизно у 10 разів масивніші за Сонце. Водночас, в симуляції з джетами утворені зірки мали масу, набагато ближчу до очікуваної – близько половини сонячної. За словами автора моделі, вчені вже припускали, що джети «здувають» газ, що в іншому разі був би поглинений зіркою та збільшив б її масу, але симуляція всієї системи в цілому дозволила покращити розуміння процесу.
Користь цієї моделі для науки важко переоцінити. За її допомогою вчені сподіваються краще зрозуміти, як народжуються галактики, а також те, як у вогняних серцях зірок формуються такі елементи, як вуглець та азот. «Якщо ми зможемо зрозуміти народження зірок, ми зможемо зрозуміти народження галактик. Якщо ми зрозуміємо народження галактик, ми більше дізнаємося про те, з чого складається наш Всесвіт» – кажуть автори. «Розуміння нашого місця у Всесвіті зводиться до розуміння утворення зірок».
Starforge має свій сайт, на якому можна детальніше ознайомитися з новою технологією, а також прочитати оригінальне дослідження (для зручності – додамо посилання тут).
Ця стаття є перекладом: оригінал.