โดย Ben Turner เผยแพร่เมื่อ 21 พฤษภาคม 2021
การจําลองอาจใช้เวลาสามเดือนในการทํางานบนหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกเมฆก๊าซยักษ์ในการจําลองมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายล้านเท่า (เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น/ยูที ออสติน)นักดาราศาสตร์ได้พัฒนาแบบจําลอง 3 มิติความละเอียดสูงรุ่นแรกของการรวมตัวกันของเมฆก๊าซเพื่อสร้างดาวฤกษ์และมันน่าตื่นเต้น
โมเดล “Starforge” (ซึ่งย่อมาจาก “การก่อตัวของดาวในสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซ’)
ช่วยให้ผู้ใช้สามารถบินผ่านเมฆที่มีสีสันของก๊าซในขณะที่มันสระว่ายน้ําเป็นดาวรอบตัวพวกเขา นักวิจัยหวังว่าการจําลองที่น่าทึ่งทางสายตาจะช่วยให้พวกเขาสํารวจความลึกลับของการก่อตัวของดาวที่ยังไม่คลี่คลายมากมายเช่น: ทําไมกระบวนการจึงช้าและไม่มีประสิทธิภาพ? อะไรเป็นตัวกําหนดมวลของดาว? และทําไมดาวฤกษ์ถึงรวมตัวกัน?กรอบการคํานวณสามารถจําลองเมฆก๊าซได้มากกว่าที่เคยเป็นไปได้ 100 เท่าและจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจําลองการก่อตัวของดาววิวัฒนาการและพลวัตในขณะที่คํานึงถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นไอพ่นรังสีลมและแม้แต่ซูเปอร์โนวา – การระเบิดของดาวฤกษ์ใกล้เคียง ”รูปแบบดาวเป็นคําถามสําคัญในฟิสิกส์ดาราศาสตร์” ผู้เขียนอาวุโส Claude-André Faucher-Giguère นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นกล่าวในแถลงการณ์ “มันเป็นคําถามที่ท้าทายมากในการสํารวจเนื่องจากช่วงของกระบวนการทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง การจําลองใหม่นี้จะช่วยให้เราตอบคําถามพื้นฐานได้โดยตรงว่าเราไม่สามารถตอบได้อย่างชัดเจนก่อน”
ที่เกี่ยวข้อง: 12 วัตถุที่แปลกที่สุดในจักรวาล
ดาวฤกษ์อาจใช้เวลาหลายสิบล้านปีในการสร้าง – เติบโตจากเมฆที่ลอยตัวของฝุ่นและก๊าซที่ปั่นป่วนไปจนถึงโปรโตสตาร์ที่เปล่งประกายเบา ๆ ก่อนที่จะกลายเป็นลูกกลมขนาดมหึมาของพลาสมาที่ขับเคลื่อนด้วยฟิวชั่นเหมือนดวงอาทิตย์ของเรา ในขณะที่การศึกษาท้องฟ้ายามค่ําคืนช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถเห็นภาพรวมสั้น ๆ ของวิวัฒนาการของดาวพวกเขาจําเป็นต้องใช้การจําลองที่ถูกต้องเพื่อดูและศึกษากระบวนการทั้งหมด
”เมื่อเราสังเกตดาวฤกษ์ที่ก่อตัวขึ้นในภูมิภาคใด ภูมิภาคหนึ่ง สิ่งที่เราเห็นคือจุดก่อตัวของดาวที่ถูกแช่แข็งในเวลา” “ดาวฤกษ์ยังก่อตัวขึ้นในเมฆของฝุ่นดังนั้นพวกเขาส่วนใหญ่จะถูกซ่อนไว้”.
แบบจําลองนี้มีขนาดใหญ่มากและอาจใช้เวลาสามเดือนในการเรียกใช้การจําลองหนึ่งครั้งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลกซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์ขั้นสูงของเท็กซัส มันเป็นขนาดที่แท้จริงและความซับซ้อนของการคํานวณที่ทําให้การคาดการณ์ของรุ่นใหม่นี้แม่นยํามากขึ้นตามที่นักวิจัย”ผู้คนจําลองการก่อตัวของดาวมาหลายสิบปีแล้ว แต่ Starforge เป็นก้าวกระโดดของเทคโนโลยีควอนตัม” Grudić กล่าว “รุ่นอื่น ๆ สามารถจําลองแพทช์เล็ก ๆ ของเมฆที่ดาวก่อตัวขึ้น – ไม่ใช่เมฆทั้งหมดในความละเอียดสูง หากไม่เห็นภาพใหญ่ เราพลาดปัจจัยหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ของดาวฤกษ์”
การจําลองเริ่มต้นด้วยเมฆของก๊าซ – ถึงหลายล้านครั้งใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเรา — ลอยอยู่ในอวกาศ
เมื่อเวลาผ่านไปเมฆก๊าซจะพัฒนาขึ้น มันหมุนไปรอบ ๆ ตัวมันเองสร้างโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นก่อนที่จะแยกออกจากกันอีกครั้ง จากการทําลายความคิดสร้างสรรค์นี้กระเป๋าเล็ก ๆ ของก๊าซยังคงที่ดึงเข้ามาโดยแรงโน้มถ่วงและทําให้เคยร้อนผ่านแรงเสียดทานคงที่ในที่สุดก็กลายเป็นดาว จุดสุดยอดของการเกิดของดาวคือเมื่อไอพ่นก๊าซขนาดมหึมาสองลําถูกปล่อยออกมาจากเสาด้วยความเร็วสูง – เจาะเมฆรอบ ๆ
นักดาราศาสตร์ใช้การจําลองเพื่อทําความเข้าใจบทบาทของไอพ่นก๊าซเหล่านี้ในการกําหนดมวลของดาวฤกษ์ เมื่อ พวก เขา ทํา การ จําลอง โดย ไม่ คิด บัญชี สําหรับ ไอพ่น พวก เขา ได้ ดาว ฤกษ์ ที่ ใหญ่ กว่า ปกติ มาก — ประมาณ 10 เท่า ของ มวล ของ ดวง อาทิตย์. การเพิ่มไอพ่นกลับในการผลิตดาวฤกษ์ขนาดจริงมากขึ้นซึ่งอยู่ที่ประมาณครึ่งหนึ่งของมวลของดวงอาทิตย์ ”เจ็ตส์ขัดขวางการไหลเข้าของก๊าซที่มีต่อดาวฤกษ์” “พวกเขาเป็นหลักระเบิดก๊าซที่จะได้จบลงในดาวฤกษ์และเพิ่มมวลของมัน ผู้คนสงสัยว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้น แต่โดยการจําลองระบบทั้งหมดเรามีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าวิธีการทํางานอย่างไร”
โดยให้พวกเขาเข้าใจมากขึ้นว่าดาวฤกษ์ก่อตัวอย่างไรนักวิจัยยังคิดว่าการจําลองของพวกเขาสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สําคัญบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการที่กาแลคซีแพร่กระจายไปทั่วจักรวาลเช่นเดียวกับวิธีการที่องค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นคาร์บอนและไนโตรเจน – บล็อกอาคารที่สําคัญเพื่อชีวิตที่ซับซ้อน – ถูกปลอมแปลงภายในหัวใจที่ร้อนแรงของดาว
”ถ้าเราสามารถเข้าใจการก่อตัวของดาวแล้วเราสามารถเข้าใจการก่อตัวของกาแลคซี และด้วยการทําความเข้าใจการก่อตัวของกาแล็กซี่เราสามารถเข้าใจได้มากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่จักรวาลทําจาก”Grudić กล่าวว่า “การทําความเข้าใจว่าเรามาจากไหน และเราอยู่ในจักรวาลได้อย่างไร ในที่สุดก็ขึ้นอยู่กับการเข้าใจต้นกําเนิดของดวงดาว”
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สด
Credit : jpbagscoachoutletonline.com jpcoachbagsoutletshops.com KilledTheJoneses.com kyushuconnection.com latrucotecadeblogs.com lesrained.com LibertarianAllianceBlog.com lucianaclere.com merrychristmaswishes2u.com
