5K
Математик из Московского Государственного университета имени М.В. Ломоносова совместно с российским коллегой смоделировал образование нитевидных скоплений вещества – филаментов – при столкновении ударной волны с молекулярными облаками в межзвездной среде. Работа поможет лучше понять, как образуются звезды и звездные системы. Результаты исследования представлены в журнале Computers and Fluids.
«Для проведения расчетов была написана, отлажена и протестирована трехмерная программа, которая позволяет осуществлять математическое моделирование процессов ударного взаимодействия молекулярных облаков и возможное образование новых звезд и звездных систем», – рассказывает профессор механико-математического факультета МГУ Борис Рыбакин.
Авторы работы рассмотрели ситуацию, когда ударная волна от взрыва сверхновой доходит до молекулярных облаков – межзвездных скоплений вещества с большой плотностью. Гигантские молекулярные облака также известны как «звездные колыбели», так как в них образуются новые звезды.
Ударная волна перемещается со сверхзвуковой скоростью и изменяет структуру облака, образует области с высокой и низкой плотностью и нитевидные структуры – филаменты. Вместе с тем столкновение порождает потоки вещества и искривляет их траектории, вызывая завихрения на внешних границах облака.
Моделирование показало, что формирование филаментов и неравномерность распределения плотности зависят в первую очередь от сжатия вещества облака под действием ударной волны. Оно также позволило выделить три фазы столкновения ударной волны с облаком.
На первом этапе за фронтом волны образуются вихревые структуры. На втором происходит дальнейшее распространение ударной волны и возникновение неустойчивости, потоки вещества на границах облака ускоряются. На последнем этапе в областях с высокой плотностью возникают зародыши филаментов и формируются очень плотные протоядра, зародыши будущих звезд.
«Данные, полученные в последнее время, показывают, что процесс звездообразования в нашей Галактике замедляется. В год образуется несколько звезд, несмотря на то, что «вещества» хватает на возникновение нескольких сотен звезд. С другой стороны, недавно открыты галактики, в которых процесс звездообразования очень интенсивен», – добавил Борис Рыбакин.
Авторы статьи рассчитывают, что продолжение работы с моделью и ее совершенствование помогут понять, как в плотных областях молекулярных облаков образуются новые звезды и звездные системы.