Nye modeller giver indsigt i hjertet af Rosette-tågen

Et hul i hjertet af en fantastisk roselignende interstellar sky har undret astronomer i årtier. Men ny forskning, ledet af University of Leeds, giver en forklaring på uoverensstemmelsen mellem størrelsen og alderen af ​​Rosetta-tågens centrale hulrum og dens centrale stjerners.

Rosettetågen er placeret i Mælkevejsgalaksen omkring 5, 000 lysår fra Jorden og er kendt for sin roselignende form og karakteristiske hul i midten. Tågen er en interstellar støvsky, brint, helium og andre ioniserede gasser med flere massive stjerner fundet i en hob i hjertet.

Stjernevinde og ioniserende stråling fra disse massive stjerner påvirker formen af ​​den gigantiske molekylære sky. Men størrelsen og alderen af ​​hulrummet, der er observeret i centrum af Rosettetågen, er for lille sammenlignet med alderen på dens centrale stjerner.

Gennem computersimuleringer, astronomer ved Leeds og ved Keele University har fundet ud af, at dannelsen af ​​tågen sandsynligvis er i en tynd pladelignende molekylsky snarere end i en sfærisk eller tyk skive-lignende form, som nogle billeder kan antyde. En tynd skive-lignende struktur af skyen, der fokuserer stjernevindene væk fra skyens centrum, vil forklare den forholdsvis lille størrelse af det centrale hulrum.

Studie hovedforfatter, Dr. Christopher Wareing, fra School of Physics and Astronomy sagde:"De massive stjerner, der udgør Rosettetågens centrale hob, er nogle få millioner år gamle og halvvejs gennem deres livscyklus. I lang tid ville deres stjernevinde have strømmet, du ville forvente et centralt hulrum op til ti gange større.

"Vi simulerede stjernernes vindfeedback og dannelsen af ​​tågen i forskellige molekylære skymodeller, herunder en klumpet kugle, en tyk filamentskive og en tynd skive, alle skabt ud fra den samme indledende atomsky med lav tæthed.

"Det var den tynde skive, der gengav det fysiske udseende - hulrumsstørrelse, form og magnetfeltjustering - af tågen, i en alder, der er kompatibel med de centrale stjerner og deres vindstyrker.

"At have en model, der så nøjagtigt gengiver det fysiske udseende i overensstemmelse med observationsdataene, uden at sætte sig for at gøre dette, er ret ekstraordinært.

"Vi var også heldige at kunne anvende data på vores modeller fra den igangværende Gaia-undersøgelse, da en række af de klare stjerner i Rosettetågen er en del af undersøgelsen.

Anvendelsen af ​​disse data på vores modeller gav os ny forståelse af de roller, individuelle stjerner spiller i Rosettetågen. Dernæst vil vi se på de mange andre lignende objekter i vores galakse og se, om vi også kan finde ud af deres form."

Simuleringerne, offentliggjort i dag i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , blev kørt ved hjælp af Advanced Research Computing-centeret i Leeds. De ni simuleringer krævede omkring en halv million CPU-timer - svarende til 57 år på en almindelig stationær computer.

Martin Callaghan, medlem af Advanced Research Computing-teamet, sagde:"Det faktum, at Rosette Nebula-simuleringerne ville have taget mere end fem årtier at gennemføre på en standard stationær computer, er en af ​​de vigtigste grunde til, at vi leverer kraftfulde supercomputing-forskningsværktøjer. Disse værktøjer gjorde det muligt at udføre simuleringer af Rosette-tågen i et spørgsmål om et par uger."