[/λεζάντα]
Για πολύ καιρό, οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι τα αστέρια σχηματίζονται όταν η διαστρική ύλη μέσα σε γιγαντιαία σύννεφα μοριακού υδρογόνου υφίσταται βαρυτική κατάρρευση. Πώς διατηρούν τα σύννεφα αερίου και σκόνης που τροφοδοτούν την ανάπτυξή τους χωρίς να τα ανατινάξουν; Το πρόβλημα, ωστόσο, αποδεικνύεται λιγότερο μυστηριώδες από ό, τι κάποτε φαινόταν. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτήν την εβδομάδα στο περιοδικό Science δείχνει πώς μπορεί να προχωρήσει η ανάπτυξη ενός τεράστιου αστεριού παρά την πίεση ακτινοβολίας που ρέει προς τα έξω και υπερβαίνει τη βαρυτική δύναμη που τραβά το υλικό προς τα μέσα.
Τα νέα ευρήματα εξηγούν επίσης γιατί τα τεράστια αστέρια τείνουν να εμφανίζονται σε συστήματα δυαδικών ή πολλαπλών αστεριών, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Mark Krumholz, επίκουρος καθηγητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Santa Cruz. Συν-συγγραφείς είναι οι Richard Klein, Christopher McKee και Stella Offner του UC Berkeley και Andrew Cunningham του Lawrence Livermore National Laboratory.
Η πίεση ακτινοβολίας είναι η δύναμη που ασκείται από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στις επιφάνειες που χτυπά. Αυτό το αποτέλεσμα είναι αμελητέο για το συνηθισμένο φως, αλλά γίνεται σημαντικό στο εσωτερικό των αστεριών λόγω της έντασης της ακτινοβολίας. Σε τεράστια αστέρια, η πίεση ακτινοβολίας είναι η κυρίαρχη δύναμη που εξουδετερώνει τη βαρύτητα για να αποτρέψει την περαιτέρω κατάρρευση του αστεριού.
"Όταν εφαρμόζετε την πίεση ακτινοβολίας από ένα τεράστιο αστέρι στο σκονισμένο διαστρικό αέριο γύρω από αυτό, το οποίο είναι πολύ πιο αδιαφανές από το εσωτερικό αέριο του αστεριού, θα πρέπει να εκραγεί το νέφος αερίου", δήλωσε ο Krumholz. Παλαιότερες μελέτες έδειξαν ότι η πίεση της ακτινοβολίας θα ανατινάξει τις πρώτες ύλες του σχηματισμού άστρων προτού ένα αστέρι να αυξηθεί πολύ μεγαλύτερο από περίπου 20 φορές τη μάζα του Ήλιου. Ωστόσο, οι αστρονόμοι παρατηρούν αστέρια πολύ πιο ογκώδη από αυτό.
Η ερευνητική ομάδα έχει αφιερώσει χρόνια στην ανάπτυξη σύνθετων κωδικών υπολογιστών για την προσομοίωση των διαδικασιών σχηματισμού αστεριών. Σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στην τεχνολογία των υπολογιστών, το τελευταίο τους λογισμικό (που ονομάζεται ORION) τους επέτρεψε να εκτελέσουν μια λεπτομερή τρισδιάστατη προσομοίωση της κατάρρευσης ενός τεράστιου διαστρικού νέφους αερίου για να σχηματίσουν ένα τεράστιο αστέρι. Το έργο απαιτούσε μήνες υπολογιστικού χρόνου στο Κέντρο υπερυπολογιστών του Σαν Ντιέγκο.
Η προσομοίωση έδειξε ότι καθώς το σκονισμένο αέριο καταρρέει στον αυξανόμενο πυρήνα ενός τεράστιου αστεριού, με πίεση ακτινοβολίας να ωθεί προς τα έξω και έλξη υλικού βαρύτητας, αναπτύσσονται αστάθειες που οδηγούν σε κανάλια όπου η ακτινοβολία εκρήγνυται μέσω του νέφους στον διαστρικό χώρο, ενώ το αέριο συνεχίζει να πέφτει προς τα μέσα μέσω άλλων καναλιών.
«Μπορείτε να δείτε δάχτυλα αερίου που πέφτουν και ακτινοβολία να διαρρέει μεταξύ αυτών των δακτύλων αερίου», είπε ο Krumholz. "Αυτό δείχνει ότι δεν χρειάζεστε εξωτικούς μηχανισμούς. τεράστια αστέρια μπορούν να σχηματιστούν μέσω διαδικασιών αύξησης όπως τα αστέρια χαμηλής μάζας. "
Η περιστροφή του νέφους αερίου καθώς καταρρέει οδηγεί στο σχηματισμό ενός δίσκου υλικού που τροφοδοτεί το αναπτυσσόμενο "πρωτόστατο". Ο δίσκος είναι βαρυτικά ασταθής, ωστόσο, τον αναγκάζει να συσσωρεύσει και να σχηματίσει μια σειρά από μικρά δευτερεύοντα αστέρια, τα περισσότερα από τα οποία καταλήγουν να συγκρούονται με το κεντρικό πρωτόστρωμα. Στην προσομοίωση, ένα δευτερεύον αστέρι έγινε αρκετά τεράστιο για να σπάσει και να αποκτήσει τον δικό του δίσκο, που εξελίχθηκε σε ένα τεράστιο συνοδευτικό αστέρι. Ένα τρίτο μικρό αστέρι σχηματίστηκε και εκτοξεύτηκε σε μια μεγάλη τροχιά πριν πέσει πίσω και συγχωνευτεί με το πρωτεύον αστέρι.
Όταν οι ερευνητές σταμάτησαν την προσομοίωση, αφού της επέτρεψαν να εξελιχθεί για 57.000 χρόνια προσομοιωμένου χρόνου, τα δύο αστέρια είχαν μάζες 41,5 και 29,2 φορές τη μάζα του Ήλιου και περιστρέφονταν μεταξύ τους σε μια αρκετά μεγάλη τροχιά.
«Αυτό που σχηματίστηκε στην προσομοίωση είναι μια κοινή διαμόρφωση για τεράστια αστέρια», δήλωσε ο Krumholz. «Νομίζω ότι μπορούμε τώρα να εξετάσουμε το μυστήριο του πώς μπορούν να σχηματιστούν τεράστια αστέρια για να λυθούν. Η εποχή των υπερυπολογιστών και η ικανότητα προσομοίωσης της διαδικασίας σε τρεις διαστάσεις κατέστησαν δυνατή τη λύση. "
Πηγή: UC Santa Cruz
