Z tego wiru powstają i ewoluują gwiazdy, ukazując dynamikę tego procesu. Model wyjaśnia również inną aktywność, taką jak promieniowanie, wiatry, supernowe lub eksplozje pobliskich gwiazd, a także ich wpływ na formowanie się gwiazd.
Chociaż jest to piękna gwiezdna eksploracja dla widzów, naukowcy chcą wykorzystać model, aby lepiej zrozumieć zawiłości procesu formowania się gwiazd. Te pytania obejmują, dlaczego gwiazdy mogą być powolne i nieskuteczne, a także dlaczego tworzą gromady i jak określana jest ich masa.
W rzeczywistości STARFORGE już pomaga naukowcom zrozumieć, w jaki sposób strumienie gazu o dużej prędkości, które pojawiają się wraz z formowaniem się gwiazd, pomagają określić masę gwiazd.
Kiedy symulacje przebiegały bez liczenia tych dżetów, gwiazdy urosły bardzo duże, w wyniku czego gwiazdy miały około 10 mas Słońca. Dodatek dżetów tworzy bardziej realistyczne gwiazdy o masie mniejszej niż połowa masy Słońca.
„Samoloty zakłócają przepływ gazu w kierunku gwiazdy” – powiedział w oświadczeniu Michael Groditch, współprzewodniczący badań i stypendysta podoktorancki w Centrum Interdyscyplinarnych Badań i Badań Astrofizycznych Uniwersytetu Northwestern.
„Detonują gaz, który w przeciwnym razie trafiłby do gwiazdy i zwiększają jej masę. Ludzie podejrzewali, że może się to zdarzyć, ale dzięki symulacji całego układu mamy solidną wiedzę o tym, jak to działa”.
Znajomość masy gwiazdy może pomóc naukowcom określić inne czynniki, takie jak jej jasność i kiedy może umrzeć.
„Ludzie symulują powstawanie gwiazd od dwóch dekad, ale STARFORGE to milowy krok technologiczny” – powiedział Groditch. „Inne modele były w stanie zasymulować tylko małą plamkę chmury, w której formują się gwiazdy – a nie całą chmurę z dużą dokładnością. Nie widząc szerszego obrazu, pomijamy wiele czynników, które mogą wpłynąć na wynik gwiazdy”.
Gwiazdy tworzą sekrety
Gwiazdy mogą migotać na nocnym niebie, ale odgrywają istotną rolę w całym wszechświecie. W naszym Układzie Słonecznym życie nie byłoby możliwe bez ciepła i światła słonecznego. Prowadzą do powstania planet, które goszczą w systemach. A kiedy gwiazdy umierają, uwalniają do wszechświata ważne pierwiastki, w tym metale ciężkie.
Jednak ich początki pozostają tajemnicą.
„Sposób formowania się gwiazd jest kluczowym zagadnieniem w astrofizyce” – powiedział w oświadczeniu Claude-Andre Faucher Geiger, główny autor badania i profesor nadzwyczajny na Wydziale Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie Northwestern.
„Było to bardzo trudne pytanie ze względu na różnorodność procesów fizycznych. Ta nowa symulacja bezpośrednio pomoże nam odpowiedzieć na podstawowe pytania, na które wcześniej nie byliśmy w stanie jednoznacznie odpowiedzieć”.
Gwiazda może narodzić się dziesiątki milionów lat, więc kiedy astronomowie używają teleskopów do badania nocnego nieba, odkrywają tylko najkrótszą wskazówkę dotyczącą tego procesu. Trudno też dostrzec powstające gwiazdy.
„Kiedy obserwujemy formowanie się gwiazd w dowolnym regionie, widzimy jedynie miejsca powstawania gwiazd zamrożone w czasie” – powiedział Groditch. „Gwiazdy również formują się w obłokach pyłu, więc często są ukryte”.
Symulacje zapewniają najlepszy sposób na odciągnięcie kurtyny od tego, co faktycznie dzieje się podczas formowania się gwiazd.
Aby stworzyć STARFORGE, naukowcy połączyli szereg dobrze znanych elementów, takich jak dynamika gazu i grawitacji, ogrzewanie i chłodzenie, pola magnetyczne i aktywność gwiazd.
Uruchomienie jednej z tych symulacji mogło trwać miesiące, więc użyto jednego z największych superkomputerów na świecie – zarządzanego przez Texas Advanced Computing Center.
Końcowym rezultatem jest STARFORGE, który zaczyna się od chmury gazu, która unosi się w galaktyce od dziesiątek milionów mas Słońca. Z biegiem czasu ta chmura gazu się rozwija. Struktury tworzą się, a następnie zapadają i zapadają. Z tego zniszczenia pojawiły się pojedyncze gwiazdy. Po utworzeniu uwalnia strumienie gazu, które penetrują chmury.
Po zużyciu całego gazu formowanie się gwiazd ustaje.
Korzystanie ze STARFORGE może również pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o galaktykach rozsianych po całym wszechświecie.
„Zrozumienie powstawania galaktyk opiera się na założeniach dotyczących powstawania gwiazd” – powiedział Grudic. „Jeśli potrafimy zrozumieć powstawanie gwiazd, wtedy możemy zrozumieć powstawanie galaktyk. Dzięki zrozumieniu powstawania galaktyk możemy dowiedzieć się więcej o tym, z czego zbudowany jest wszechświat. Zrozumienie, skąd pochodzimy i jak upadamy we wszechświecie ostatecznie zależy od zrozumienia pochodzenia gwiazd ”.
Biorąc pod uwagę, że jesteśmy zbudowani z gwiezdnych obiektów, jak powiedział kiedyś astronom Carl Sagan, wiedza o gwiazdach ujawnia więcej również o nas samych.
„Znajomość masy gwiazdy mówi nam o jej jasności, a także o typach reakcji jądrowych, które zachodzą w jej wnętrzu” – powiedział Faucher Geiger. „Robiąc to, możemy dowiedzieć się więcej o pierwiastkach wytwarzanych w gwiazdach, takich jak węgiel i tlen – pierwiastki, z których też jesteśmy zbudowani”.
„Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia.”
