Группа астрофизиков из Northwestern University разработала самое реалистичное 3D-моделирование звездообразования с самым высоким разрешением на сегодняшний день.
В результате получилось визуально красивый, математически управляемый процесс, который позволяет зрителям парить вокруг красочного газового облака в трехмерном пространстве, наблюдая за появлением мерцающих звезд.
Вычислительная система, получившая название STARFORGE (звездообразование в газовой среде), впервые смоделировала целое газовое облако – в 100 раз более массивное, чем было возможно ранее, и полное ярких цветов, – где рождаются звезды.
Это также первая симуляция, которая одновременно моделирует звездообразование, эволюцию и динамику с учетом звездной обратной связи, включая струи, излучение, ветер и активность близких сверхновых.
В то время как другие симуляции включают отдельные типы звездной обратной связи, STARFORGE объединяет их, чтобы смоделировать, как эти различные процессы взаимодействуют, влияя на формирование звезд.
Используя эту красивую виртуальную лабораторию, исследователи стремятся изучить давние вопросы, в том числе почему звездообразование происходит медленно и неэффективно, что определяет массу звезды и почему звезды имеют тенденцию формироваться в скопления.
Исследователи уже использовали STARFORGE, чтобы обнаружить, что протозвездные струи – высокоскоростные потоки газа, сопровождающие звездообразование – играют жизненно важную роль в определении массы звезды. Вычислив точную массу звезды, исследователи могут определить ее яркость и внутренние механизмы, а также сделать более точные прогнозы относительно ее смерти.
Для разработки STARFORGE команда ученых включила вычислительный код для множества явлений в физике, включая газовую динамику, магнитные поля, гравитацию, нагрев и охлаждение, а также процессы звездной обратной связи. Иногда для запуска одного моделирования требуется целых три месяца, а для этой модели требуется один из крупнейших суперкомпьютеров в мире, учреждение, поддерживаемое Национальным научным фондом и управляемое Техасским центром перспективных вычислений.
Полученное моделирование показывает массу газа, в десятки или миллионы раз превышающую массу Солнца, плавающую в галактике. По мере развития газового облака оно образует структуры, которые 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.
Источник: