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    Los científicos describen la colisión de una onda de choque y una cuna estelar

    La formación de filamentos tras la colisión de una onda de choque con dos nubes moleculares. Crédito:Valery Goryachev y Boris Rybakin

    Un matemático de MSU junto con un colega ruso modeló la formación de filamentos (conglomerados de materia en forma de hilo) después de la colisión de una onda de choque con nubes moleculares en el espacio interestelar. El trabajo ayudará a los científicos a comprender mejor el nacimiento de estrellas y sistemas estelares. Los resultados del estudio se publicaron en Computadoras y fluidos revista.

    Los autores consideraron la situación de una onda de choque de una explosión de supernova que alcanza nubes moleculares, conglomerados de materia interestelar con alta densidad. Las nubes moleculares gigantes también se conocen como "cunas de estrellas, "a medida que se forman nuevas estrellas allí. Una onda de choque se mueve a velocidad supersónica y cambia la estructura de la nube, dando forma a áreas de alta y baja densidad y estructuras en forma de hilo llamadas filamentos. Junto con esto, la colisión pone en movimiento flujos de materia y dobla sus trayectorias, causando remolinos en los bordes externos de la nube. Este fenómeno se conoce como inestabilidad de Richtmyer-Meshkov. El modelado de tales colisiones es complicado, ya que hay varios procesos complejos que ocurren simultáneamente.

    Los científicos sugirieron un modelo que describe la formación de un remolino de materia y filamentos después del paso de la onda de choque. Han considerado la influencia de la distribución de la densidad a lo largo del radio y las formas de las nubes en el proceso de interacción entre una onda de choque y las nubes moleculares. así como la ocurrencia y redistribución de flujos de materia, conformación de filamentos, y, como resultado, formación de áreas de alta densidad.

    "Se ha desarrollado un programa de cálculo 3D, afinado, y probado para modelar matemáticamente los procesos de interacción en las nubes moleculares durante las colisiones y la posible formación de nuevas estrellas y sistemas estelares, "explicó Boris Rybakin, Profesor de la Facultad de Mecánica y Matemáticas, MSU.

    El modelo consta de más de 4 mil millones de nodos computacionales. Para reducir el tiempo de procesamiento de cantidades tan enormes de datos, los científicos utilizaron cálculos paralelos, trabajar con diferentes grupos de datos de forma independiente al mismo tiempo.

    El modelo mostró que la formación de filamentos y las irregularidades en la distribución de la densidad dependían principalmente de la compresión de la materia de la nube bajo el impacto de la onda de choque. También ayudó a identificar tres fases de colisión. En la primera etapa, estructuras de remolino formadas detrás del frente de onda; en la segunda etapa, una vez que la onda de choque se propague, Se forma la inestabilidad de Richtmyer-Meshkov, y los flujos de materia en los bordes de la nube se aceleran. En la última etapa los filamentos ocurren en áreas de alta densidad, y se forman protoestrellas muy densas.

    Los autores del artículo creen que un mayor uso y mejora del modelo puede ayudar a comprender cómo nacen las estrellas y los sistemas estelares en áreas densas de nubes moleculares. "Los datos obtenidos recientemente muestran que el proceso de formación de estrellas en nuestra galaxia se está desacelerando. Solo nacen varias estrellas cada año, mientras que el asunto es suficiente para varios cientos. Por otra parte, en algunas de las galaxias recientemente descubiertas, este proceso es muy intenso, "añadió Boris Rybakin.

    El estudio se realizó junto con un colega de la Universidad Técnica Estatal de Tver.


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