Opskriften på stjerneklynger:Tag en gassky 500 lysår i diameter, tilføj 5 millioner år, proces i en måned

Klynger af stjerner på tværs af de store områder af tid og rum i hele universet blev alle skabt på samme måde, forskere ved McMaster University har bestemt.

Forskere Corey Howard, Ralph Pudritz og William Harris, forfattere til et papir, der blev offentliggjort 25. juni i tidsskriftet Natur Astronomi , brugte meget sofistikerede computersimuleringer til at genskabe, hvad der sker inde i gigantiske skyer af koncentrerede gasser, der vides at give anledning til klynger af stjerner, der er bundet sammen af ​​tyngdekraften.

Pudritz og Harris, begge professorer i fysik og astronomi ved McMaster, var Howards ph.d. speciale vejledere og vejledte hans forskning. Howard afsluttede for nylig postdoktoral forskning på universitetet.

De state-of-the-art simuleringer følger en sky af interstellar gas med 500 lysår i diameter, projekterer en evolution på 5 millioner år som følge af turbulens, tyngdekraft og feedback fra intens strålingstryk produceret af massive stjerner inden for dannelse af klynger.

Forskningen viser, hvordan disse kræfter skaber tætte filamenter, der leder gas ind i det, der i sidste ende bliver super-lyse klynger af stjerner, der kan smelte sammen med andre klynger for at danne store kuglehobe.

"De fleste stjerner i galakser dannes som medlemmer af stjerneklynger inden for tætte molekylære skyer, så et af de mest grundlæggende spørgsmål inden for astronomi er, hvordan dannes klynger, der spænder fra hundredvis til millioner af stjerner under en lang række betingelser, "Siger Pudritz." Vores simuleringer blev omhyggeligt designet til at afgøre, om dette er en universel proces eller ej. "

Forfatterne programmerede data for sådanne variabler som gastryk, rumturbulens og strålingskraft ind i deres simulering og lad det køre ved hjælp af ressourcer, der inkluderede SciNet, Canadas største supercomputercenter.

Efter en måned, programmet viste sig stjerneklynger identiske med dem, der vides at eksistere, viser, at forskerne havde formået at ombygge dannelsen af ​​stjerneklynger, tager et stort skridt i retning af at forstå deres dannelse, som længe har været genstand for debat blandt astrofysikere.

"Vores arbejde viser, at givet en tilstrækkelig stor mængde gas, en massiv stjerneklynge er det naturlige resultat, "Howard siger." Da massive stjerneklynger sporer betingelserne for de galakser, de dannes i, vi kan også være i stand til at bruge denne viden til at ombygge forholdene i det fjerne univers. "

Mange havde tidligere argumenteret for, at klynger af forskellige størrelser og aldre havde dannet sig forskelligt, forfatterne sagde, men den nye forskning viser, at de alle danner den samme måde.

Simuleringerne viser, at resultatet afhænger af det oprindelige gasreservoir, det vil, efter turbulens, tyngdekraften og feedback har gjort deres arbejde, skabe klynger af stjerner i forskellige størrelser i løbet af et par millioner år.

"Dette er den første overbevisende rute til modellering af dannelsen af ​​stjerneklynger, "Harris siger." Det gælder på tværs af alle masseskalaer - små klynger og store - og det bør fungere på ethvert bestemt tidspunkt i universets historie, i en bestemt galakse. "

Sådanne simuleringer ville have været utænkelige selv for 10 år siden, siger forfatterne. Dette projekts succes, de siger, foreslår, at lignende forskning om andre komplekse problemer, såsom dannelse af hele galakser ned til fødslen af ​​bestemte individuelle stjerner, snart kunne være inden for rækkevidde.