Starforge:令人惊叹的展示星星的模拟是最真实的

STARFORGE仿真快照

来自第一个完整八星飞的Snapshot。绰号为“砧的创作,”一个巨型分子云,具有个别明星的形成和综合反馈,包括抗原射流,辐射,恒星风和核心塌陷超新星。信贷:西北大学/奥斯汀

第一高分辨率模型模拟整个燃气云,星星出生。

团队包括西北大学迄今为止,天体物理学家已经开发出最现实,最高分辨率的3D模拟明星形成。结果是一个视觉上惊人的,数学上驱动的奇迹,允许观众在观看闪烁的星星出现时漂浮在3D空间中的五颜六色的气体云周围。

被称为Starforge(气体环境中的星形形成),计算框架是第一个模拟整个气体云的 - 比以前可能和充满活力的颜色的100倍,其中星星出生。

它还是同时模拟星形形成,演化和动态的第一个模拟,同时占据恒星反馈,包括喷射,辐射,风和附近的超新星活动。虽然其他模拟已纳入单独类型的恒星反馈,但艾略特尔格将它们完全放置起来模拟这些各种过程的互动如何影响星形形成。

研究人员旨在利用这个美丽的虚拟实验室,旨在探讨长期的问题,包括为什么明星形成缓慢而效率低,是什么决定了明星的群众,为什么星倾向于形成簇。

研究人员已经使用了艾伦福特来发现该原子体喷射 - 伴随明星形成的高速气体 - 在确定明星的质量方面发挥重要作用。通过计算明星的确切群众,研究人员可以确定其亮度和内部机制,并更好地预测其死亡。

由皇家天文学会的每月通知新接受,是稿件的先进副本,详细说明了新模型背后的研究,于2021年5月17日在线出现。一篇伴随的论文,描述Jets如何影响STAR MATRIONATION,于2021年2月在同一期刊上发表。

“现在人们一直在模拟明星形成,但艾斯特尔格在技术中是一种巨大的飞跃,”西北迈克尔贪婪地区讲道,他共同领导了这项工作。“其他模型只能模拟云的微小云,其中恒星形式 - 不是高分辨率的整个云。没有看到大局,我们错过了可能影响明星结果的很多因素。“

“恒星形式是如何在天体物理学中的一个核心问题,”该研究的高级作家西北的Claude-Andréfaucher-Giguère说。“由于所涉及的物理过程的范围,探索是一个非常具有挑战性的问题。这个新的模拟将帮助我们直接解决我们之前绝对无法回答的基本问题。“

双极喷气机

来自STARFORGE仿真的快照。旋转气体芯坍塌,形成一个中心星,其沿着其磁极发动双极喷射,因为它在来自周围圆盘的气体上饲料。喷气机夹住气体远离核心,限制了明星最终可能的量。信贷:西北大学/奥斯汀

贪婪是西北跨学科勘探和天体物理学研究中心的博士后研究员(Ciera)。Faucher-Giguère是西北威辛艺术与科学学院的物理学和天文学副教授,以及Ciera成员。贪婪的联合主导了奥斯汀大学德克萨斯大学博士·古斯科夫·德克萨斯大学博士·古诺夫的工作。

从开始完成,明星形成需要数百万年。因此,即使天文学家观察夜空抓住该过程的一瞥,它们也只能查看简要快照。

“当我们观察到任何给定区域中的星星形成时,我们看到的只是冻结的星形形成位点,”苦难说。“星星也在尘埃云中形成,所以它们大多是隐藏的。”

对于天体物理学家来观看星形形成的完整,动态过程,他们必须依赖模拟。为了开发艾萨尔岛,团队在物理学中纳入了多种现象的计算代码,包括气体动力学,磁场,重力,加热和冷却和恒星反馈过程。有时持续三个月才能运行一次模拟,该模型需要世界上最大的超级计算机之一,由国家科学基金会支持的一项设施,由德克萨斯高级计算中心运营。

由此产生的仿真显示了气体 - 漂浮在星系中的太阳质量的气体 - 数百万。随着煤气云的发展,它形成塌陷和破裂成碎片的结构,最终形成单独的恒星。一旦恒星形式,它们就会从两极向外发射气体喷射,穿过周围云穿孔。当没有剩余的气体形成任何恒星时,过程结束。

将喷射燃料浇注到建模上

STARFORGE已经帮助球队发现了对明星的形成至关重要的新洞察力。当研究人员在没有占用喷气机的情况下运行模拟时,星星最终过大 - 太阳质量的10倍。在向模拟中添加喷气机后,恒星的群众变得更加现实 - 不到太阳质量的一半。

“喷气式飞机扰乱了气体的流入朝向明星,”苦难说。“他们基本上吹走了最终在恒星中并增加了质量的气体。人们怀疑这可能发生这种情况,但是,通过模拟整个系统,我们对它的工作原理有一种强大的理解。“

Starforge仿真

来自第一个完整八星飞的Snapshot。绰号“创造的铁砧”,一个巨型分子云,具有个别明星的形成和综合反馈,包括抗原射流,辐射,恒星风和核心塌陷超新星。信贷:西北大学/奥斯汀

除了了解更多关于星星,贪婪和福克尔 - 吉朋相信斯塔尔格可以帮助我们更多地了解宇宙甚至我们自己。

“了解星系形成铰链关于明星形成的假设,”苦难说。“如果我们能理解明星的形成,那么我们可以了解银河系。通过了解银河系,我们可以了解更多关于宇宙的制造。了解我们来自哪里以及我们如何位于宇宙中,最终铰接理解星星的起源。“

“知道一颗星的质量告诉我们它的亮度以及在它里面发生了哪种核反应,”Faucher-Giguère说。“如此,我们可以了解更多关于在星空中合成的元素,如碳和氧气 - 我们也由此制成。”

参考文献:“StarForge:迈向普遍数值模式的明星集群形成和反馈”由Michael Y Grudic,DávidGuszejnov,Philip F Hopkins,Stella S R Iffner和Claude-AndréFaucher-Giguére,195年5月17日,皇家天文社会的每月通知
DOI:10.1093 / mnras / stab1347

该研究得到了国家科学基金会的支持美国宇航局

1条评论关于“艾略特尔:令人惊叹的仿真诞生是最真实的”

  1. 令人惊叹的呵呵?怜悯它没有像现实。

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