Науковці з Інституту Нільса Бора (Niels Bohr Institute, NBI) Копенгагенського університету виконали велике комп’ютерне моделювання, пов’язане з утворенням зір, і дійшли висновку, що наявні ідеалізовані моделі не можуть описати деталі процесу формування зір. «Сподіваємося, що наші результати також допоможуть пролити світло на формування планети», — підкреслив астрофізик Міхаель Кюффмейер (Michael Küffmeier), очільник групи дослідників. Результати науковців оприлюднив Astrophysical Journal.
Наша галактика, Молочний Шлях, містить понад 100 мільярдів зір. Нові зорі утворюються в так званих холодних молекулярних хмарах, де більша частина газу перебуває в формі молекул.
Молочний Шлях має багато різноманітних молекулярних хмар. Їхні маси більші, ніж маса Сонця, від кількох сотень до кількох мільйонів разів. Фото з сайту NASA.
Для пояснення основ процесу формування зір можна використати прості моделі, засновані на простих геометричних фігурах, які легко пояснити і зрозуміти. Але такі моделі, як показують науковці з Центру формування зір і планет (Centre for Star and Planet Formation) NBI, не пояснюють деталей процесу зореутворення.
Дослідники виконали комп’ютерне моделювання процесу формування сотень зір. З них для докладнішого моделювання було обрано дев’ять зір, які містяться в різному космічному середовищі. Куффмейер зауважує — моделювання показало, що зореутворення справді сильно залежить від місцевих умов навколишнього космічного середовища. «Ці умови, наприклад, впливають на розмір протопланетних дисків, а також швидкість утворення зір. Наукові дослідження, виконані раніше, на це не вказували».
Згідно з класичною моделлю, зоря починає формуватися тоді, коли протозоряне ядро — кулеподібна маса, що містить приблизно 99% газу та 1% пилу, колапсує під дією сили тяжіння. Згодом в центрі стиснення утворюється зоря, а навколо неї, завдяки обертанню, формується диск з газу і пилу. «Це протопланетний диск зорі. Планети, як вважають, формуються в таких дисках — планета Земля не є винятком», — зауважив Міхаель Кюффмейер.
Науковці змогли деталізувати цю модель, скориставшись можливостями сучасних окремих потужних комп’ютерів, об’єднаних в мережу. З їх допомогою дослідники «відтворили» гігантську молекулярну хмару у вигляді куба. Довжина його ребра була у 8 мільйонів разів більша, ніж відстань між Сонцем і Землею (тобто 8 млн астрономічних одиниць — Ред.). В цій хмарі науковці докладно змоделювали процес формування дев’яти різних зір. «І в кожному разі ми отримали нові знання про формування конкретної зорі» — сказав Кюффмейер.
Формування зір в гігантській молекулярній хмарі. Малі білі цятки позначають зорі в комп’ютерній моделі. Фото з сайту www.science.ku.dk.
«Оскільки ми працювали в різних регіонах гігантської молекулярної хмари, результати утворення досліджуваних зір виявили відмінності, наприклад, в формуванні диска та його розміру, що можна пояснити впливом умов місцевого навколишнього середовища. У цьому сенсі ми вийшли за межі класичного розуміння процесу зореутворення» — наголосив дослідник.
Науковці NBI задоволені тим, що їх комп’ютерне моделювання, здається, підтверджують результати спостережень космічних і наземних телескопів, зокрема потужного телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) в Чилі. «Телескопічні спостереження не суперечать нашій головній гіпотезі: формування зір — прямий наслідок процесів, що відбуваються в ширших масштабах».
Дослідники сподіваються, що їхні подальші комп’ютерні моделі сприятимуть кращому розумінню формування планети — через поєднання знань, отриманих під час NBI-моделювання, з результатами спостережень, виконаних ALMA, а також новим потужним космічним телескопом імені Джеймса Вебба, який планується запустити в жовтні 2018 року.
За інф. з сайту www.sciencedaily.com підготував Іван Крячко
