[/ pealdis]
Pikka aega on teadlased mõistnud, et tähed tekivad, kui tähtedevaheline aine molekulaarse vesiniku hiiglaslikes pilvedes läbib gravitatsiooni. Kuidas nad säilitavad gaasi- ja tolmupilvi, mis toidavad nende kasvu, ilma et see kõik ära puhuks? Probleem osutub siiski vähem salapäraseks, kui kunagi tundus. Sel nädalal ajakirjas Science avaldatud uuring näitab, kuidas massiivse tähe kasv võib jätkuda vaatamata väljapoole voolavale kiirgusrõhule, mis ületab materjali sissepoole tõmbavat gravitatsioonijõudu.
Uued leiud selgitavad ka seda, miks massiivsed tähed kipuvad esinema binaarses või mitmetähelises süsteemis, ütles California ülikooli Santa Cruzi astronoomia ja astrofüüsika abiprofessor Mark Krumholz. Kaasautorid on Richard Klein, Christopher McKee ja UC Berkeley Stella Offner ning Lawrence Livermore'i riikliku labori Andrew Cunningham.
Kiirgusrõhk on jõud, mida elektromagnetiline kiirgus avaldab pindadele, millele see lööb. Tavalise valguse korral on see mõju tühine, kuid kiirguse intensiivsuse tõttu muutub see tähtede interjöörides märkimisväärseks. Massiivsetes tähtedes on kiirguse rõhk gravitatsioonile vastupanuv peamine jõud, et vältida tähe edasist kokkuvarisemist.
"Kui rakendate massiivse tähe kiirgusrõhku selle ümber olevale tolmusele tähtedevahelisele gaasile, mis on palju läbipaistmatum kui tähe sisemine gaas, peaks see plahvatama gaasipilve," ütles Krumholz. Varasemad uuringud näitasid, et kiirgusrõhk puhub tähe moodustumise toorained ära enne, kui täht võib kasvada palju suuremaks kui Päikese mass umbes 20 korda. Kuid astronoomid täheldavad tähti palju massilisemalt.
Uurimisrühm on aastaid arendanud keerulisi arvutikoode tähtede moodustumise protsesside simuleerimiseks. Koos arvutitehnoloogia edusammudega võimaldas nende uusim tarkvara (ORION) käivitada tohutu tähtedevahelise tähtedevahelise pilve kokkuvarisemise üksikasjaliku kolmemõõtmelise simulatsiooni, moodustades massiivse tähe. Projekt nõudis San Diego superarvuti keskuses mitu kuud aega.
Simulatsioon näitas, et kui tolmune gaas variseb massiivse tähe kasvavale südamikule, kiirgusrõhk surudes väljapoole ja raskusjõud tõmbab materjali, tekib ebastabiilsus, mille tulemuseks on kanalid, kus kiirgus puhub läbi pilve tähtedevahelise ruumi, samal ajal kui gaas jätkub sissepoole teiste kanalite kaudu.
"Näete, et gaasi sõrmed langevad sisse ja kiirgus lekib nende gaasi sõrmede vahel," ütles Krumholz. „See näitab, et te ei vaja mingeid eksootilisi mehhanisme; massiivsed tähed võivad moodustuda akretsiooniprotsesside kaudu nagu väikese massiga tähed. ”
Gaasipilve pöörlemine selle varisemisel põhjustab kasvava protostarile söödetava materjali ketta moodustumist. Ketas on gravitatsiooniliselt ebastabiilne, põhjustades selle kokkukleepumist ja moodustades rea väikesi sekundaartähti, millest enamik põrkub kokku keskse protostariga. Simulatsioonis sai üks sekundaartäht piisavalt massiliseks, et ära murda ja oma ketas omandada, kasvades massiivseks kaastäheks. Moodustus kolmas väike täht, mis enne esmase tähega tagasi kukkumist ja ühinemist sellega lasti laiali orbiidile.
Kui teadlased lõpetasid simulatsiooni ja lasid sel areneda 57 000 aastat simuleeritud aega, olid kahe tähe massid Päikese massist 41,5 ja 29,2-kordsed ning tiirlesid teineteisega üsna laial orbiidil.
"See, mis moodustus simulatsioonis, on massiliste tähtede tavaline konfiguratsioon," ütles Krumholz. „Arvan, et nüüd võime lahendada mõistatuse, kuidas massilised tähed suudavad moodustuda. Superarvutite vanus ja võimalus protsessi kolmemõõtmeliselt simuleerida tegid lahenduse võimalikuks. ”
Allikas: UC Santa Cruz
