Przejdź do głównej zawartości

Przepis na gromady gwiazd

Weź obłok gazu o średnicy 500 lat świetlnych, dodaj 5 milionów lat i przetwarzaj przez miesiąc na superkomputerze.


Gromady gwiazd w rozległych obszarach czasu i przestrzeni całego Wszechświata zostały stworzone w ten sam sposób – ustalili naukowcy z McMaster University.

Naukowcy Corey Howard, Ralph Pudritz i William Harris, autorzy artykułu opublikowanego w Nature Astronomy, użyli wysoce wymyślnych symulacji komputerowych do odtworzenia tego, co dzieje się w gigantycznych obłokach skoncentrowanego gazu, o których wiadomo, że właśnie w powstają skupiska gwiazd, które są powiązane grawitacyjnie.

Najnowsze symulacje śledzące obłok międzygwiazdowego gazu o średnicy 500 lat świetlnych, którego ewolucja trwała 5 milionów lat i była wywołana przez turbulencję, grawitację oraz wpływ intensywnego ciśnienia promieniowania wytwarzanego przez masywne gwiazdy wewnątrz formujących się gromad.

Badania pokazują, w jaki sposób te siły tworzą gęste włókna, które kierują gaz do tego, co ostatecznie staje się superjasną gromadą gwiazd, która może łączyć się z innymi gromadami, tworząc rozległe gromady kuliste.

Większość gwiazd w galaktyce powstaje w gromadach gwiazd w gęstych obłokach molekularnych, zatem jednym z ważniejszych pytań w astronomii jest, w jaki sposób gromady zawierające od setek do milionów gwiazd tworzą się w różnych warunkach. Symulacje naukowców zostały starannie zaprojektowane, aby określić, czy proces ten jest uniwersalny.

Autorzy zaprogramowali dane dla takich zmiennych, jak ciśnienie gazu, turbulencja i siła promieniowania, a następnie uruchomili symulację z wykorzystaniem zasobów SciNet, największego centrum superkomputerowego w Kanadzie.

Po miesiącu program zwrócił gromady gwiazd identyczne z tymi, o których wiadomo, że istnieją w przestrzeni kosmicznej, pokazując, że naukowcom udało się odtworzyć proces formowania się gromad gwiazd, robiąc duży krok w kierunku zrozumienia ich powstawania, który jest od dawna przedmiotem debaty wśród astrofizyków.

Ich praca pokazuje, że w wystarczająco dużym zbiorze gazu, masywna gromada gwiazd jest naturalnym wynikiem. Jeżeli masywne gromady gwiazd odzwierciedlają warunki panujące w galaktykach, w których powstają, można tę wiedzę wykorzystać również do odwzorowania warunków panujących w odległym Wszechświecie.

Wielu naukowców wcześniej twierdziło, że gromady o różnej wielkości oraz w różnym wieku formowały się w różny sposób. Nowe badania pokazują jednak, że wszystkie one formują się tak samo.

Symulacje pokazują, że wynik zależy od początkowego obłoku gazu, który pod wpływem turbulencji, grawitacji i sprzężenia zwrotnego wykona swoją pracę, tworząc w ciągu kilku milionów lat gromady gwiazd o różnych rozmiarach.

Jest to pierwszy przekonujący sposób formowania się gromad gwiazd. Można go stosować na każdą skalę – do małych i dużych gromad gwiazd – i powinno działać w dowolnym czasie w historii Wszechświata oraz dowolnej galaktyce.

Tego typu symulacje byłyby nie do pomyślenia jeszcze 10 lat temu. Sukces tego projektu sugeruje, że podobne badania nad innymi złożonymi problemami, takimi jak tworzenie się całych galaktyk, aż do narodzin poszczególnych pojedynczych gwiazd, mogą wkrótce być w naszym zasięgu.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…