[/felirat]
A tudósok sokáig megértették, hogy a csillagok akkor képződnek, amikor a molekuláris hidrogén óriási felhőiben csillagközi anyag gravitációs összeomláson megy keresztül. Hogyan tudják fenntartani a gáz- és porfelhőket, amelyek táplálják növekedésüket anélkül, hogy mindent elfújnának? A probléma azonban kiderül, hogy kevésbé rejtélyes, mint amilyennek látszott. Az ezen a héten a Science folyóiratban megjelent tanulmány megmutatja, hogyan haladhat egy hatalmas csillag növekedése annak ellenére, hogy kifelé áramló sugárzási nyomás meghaladja az anyagot befelé húzó gravitációs erőt.
Az új eredmények azt is megmagyarázzák, hogy a tömeges csillagok miért fordulnak elő bináris vagy többcsillagos rendszerekben - mondta Mark Krumholz, a vezető író, a kaliforniai Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem csillagászati és asztrofizikai asszisztens professzora. Társszerzői: Richard Klein, Christopher McKee és Stella Offner, az UC Berkeley, valamint Andrew Cunningham, a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium.
A sugárzási nyomás az az erő, amelyet az elektromágneses sugárzás hat a felületére. Ez a hatás elhanyagolható a közönséges fény esetén, de a sugárzás intenzitása miatt jelentős lesz a csillagok belsejében. A hatalmas csillagokban a sugárnyomás az a domináns erő, amely ellensúlyozza a gravitációt, hogy megakadályozzák a csillag további összeomlását.
"Amikor egy hatalmas csillag sugárzási nyomását alkalmazzák a körülötte lévő poros csillagközi földgázra, amely sokkal átlátszóbb, mint a csillag belső gázja, akkor fel kell robbannia a gázfelhőn" - mondta Krumholz. Korábbi tanulmányok szerint a sugárzási nyomás elfújja a csillagképződés alapanyagait, mielőtt egy csillag a Nap tömegének körülbelül húszszeresére növekszik. A csillagászok azonban ennél sokkal hatalmasabb csillagokat figyelnek meg.
A kutatócsoport évek óta bonyolult számítógépes kódokat fejlesztett a csillagképződés folyamatainak szimulálására. A számítógépes technológia fejlődésével kombinálva legújabb szoftverük (ORION) lehetővé tette számukra, hogy egy hatalmas csillag alakításához hatalmas csillagközi gázfelhő összeomlásának részletes háromdimenziós szimulációját végezzék. A projekt hónapokra számított számítási időt igényelt a San Diego Szuperszámítógép-központban.
A szimuláció kimutatta, hogy amikor a poros gáz összeesik egy hatalmas csillag növekvő magjára, miközben a sugárnyomás kinyúlik és a gravitációs anyag behúzódik, instabilitások alakulnak ki, amelyek olyan csatornákat eredményeznek, amelyekben a sugárzás a felhőn keresztül átcsúszik a csillagközi térbe, miközben a gáz továbbra is csökken befelé más csatornákon keresztül.
"Láthatjuk, hogy a gáz ujjai esnek és a sugárzás kiszivárog azok között a gáz ujjai között" - mondta Krumholz. „Ez azt mutatja, hogy nincs szüksége egzotikus mechanizmusokra; a hatalmas csillagok akkreditációs folyamatok útján alakulhatnak ki, akárcsak az alacsony tömegű csillagok. ”
A gázfelhő forgása összeomlásakor egy anyaglemez kialakulásához vezet, amely a növekvő „protosztárra” táplálkozik. A lemez gravitációs szempontból instabil, ugyanakkor összecsomódik és kis másodlagos csillagokból áll, amelyek többsége a központi protosztárral ütközik. A szimulációban az egyik másodlagos csillag elég hatalmas lett, hogy elbomoljon és megszerezze a saját lemezt, és hatalmas társ csillagmá nőtte ki magát. Harmadik kis csillag képződött, és széles körüli pályára engedték, mielőtt visszaesett volna és beleolvadt az elsődleges csillagba.
Amikor a kutatók abbahagyták a szimulációt, miután lehetővé tették annak fejlődését 57 000 évig tartó szimulált idő alatt, a két csillag tömege a Nap tömegének 41,5-szerese és 29,2-szerese volt, és meglehetősen széles pályán körbekerültek.
"Ami a szimulációban kialakult, a hatalmas csillagok általános konfigurációja" - mondta Krumholz. „Azt hiszem, most megfontolhatjuk annak rejtélyét, hogy a hatalmas csillagok miként képesek kialakulni. A szuperszámítógépek kora és a folyamat három dimenzióban való szimulációjának képessége tette lehetővé a megoldást. ”
Forrás: UC Santa Cruz
