Receta para cúmulos de estrellas

Receta para cúmulos de estrellas

Receta para cúmulos de estrellas Tome una nube de gas de 500 años luz de diámetro, agregue 5 millones de años, procese por un mes en la supercomputad

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Tome una nube de gas de 500 años luz de diámetro, agregue 5 millones de años, procese por un mes en la supercomputadora

Resumen:
Los investigadores determinaron que los cúmulos de estrellas a lo largo de los vastos períodos de tiempo y espacio del universo entero fueron creados de la misma manera.
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Receta para cúmulos de estrellas
Una instantánea de una nube molecular gigante simulada marcada con cúmulos de estrellas en formación.
Crédito: McMaster University

Grupos de estrellas a lo largo de los vastos períodos de tiempo y espacio de todo el universo fueron creados de la misma manera, según determinaron los investigadores de la Universidad de McMaster.

Los investigadores Corey Howard, Ralph Pudritz y William Harris, autores de un artículo publicado el 25 de junio en la revista Nature Astronomy , utilizaron simulaciones informáticas altamente sofisticadas para recrear lo que sucede dentro de gigantescas nubes de gases concentrados que dan lugar a cúmulos de estrellas que están unidos por la gravedad.

Pudritz y Harris, ambos profesores de Física y Astronomía en McMaster, fueron supervisores de tesis doctorales de Howard y guiaron su investigación. Howard completó recientemente una investigación postdoctoral en la universidad.

Las simulaciones de vanguardia siguen una nube de gas interestelar de 500 años luz de diámetro, proyectando una evolución de 5 millones de años provocada por la turbulencia, la gravedad y la retroalimentación de la intensa presión de radiación producida por las estrellas masivas dentro de los cúmulos formadores.

La investigación muestra cómo esas fuerzas crean filamentos densos que canalizan el gas hacia lo que finalmente se convierten en cúmulos de estrellas súper brillantes que pueden fusionarse con otros cúmulos para formar grandes cúmulos globulares.

«La mayoría de las estrellas en galaxias se forman como miembros de cúmulos de estrellas dentro de densas nubes moleculares, por lo que una de las preguntas más básicas en astronomía es cómo se forman cúmulos que varían de cientos a millones de estrellas bajo una amplia variedad de condiciones», dice Pudritz. «Nuestras simulaciones fueron cuidadosamente diseñadas para determinar si este es un proceso universal».

Los autores programaron datos para variables tales como la presión del gas, la turbulencia espacial y la fuerza de la radiación en su simulación y lo dejaron funcionar utilizando recursos que incluían a SciNet, el centro de supercomputación más grande de Canadá.

Después de un mes, el programa generó cúmulos estelares idénticos a los que se sabe que existen, lo que demuestra que los investigadores lograron realizar ingeniería inversa en la formación de cúmulos estelares, dando un gran paso para comprender su formación, que ha sido tema de debate durante mucho tiempo. entre los astrofísicos.

«Nuestro trabajo muestra que, dada una gran colección de gas, un cúmulo estelar masivo es el resultado natural», dice Howard. «Dado que los cúmulos de estrellas masivas rastrean las condiciones de las galaxias en las que se forman, también podemos usar este conocimiento para realizar ingeniería inversa de las condiciones en el universo distante».

Muchos habían argumentado anteriormente que los grupos de diferentes tamaños y edades se habían formado de manera diferente, dijeron los autores, pero la nueva investigación muestra que todos se forman de la misma manera.

Las simulaciones muestran que el resultado depende del reservorio inicial de gas, que después de la turbulencia, la gravedad y la retroalimentación han hecho su trabajo, crear grupos de estrellas de varios tamaños en el transcurso de unos pocos millones de años.

«Esta es la primera ruta convincente para modelar la formación de cúmulos de estrellas», dice Harris. «Se aplica a todas las escalas masivas (pequeños racimos y grandes) y debería funcionar en cualquier momento particular de la historia del universo, en cualquier galaxia en particular».

Tales simulaciones hubieran sido impensables incluso hace 10 años, dicen los autores. El éxito de este proyecto, según dicen, sugiere que investigaciones similares sobre otros problemas complejos, como la formación de galaxias enteras hasta los nacimientos de estrellas individuales específicas, pronto podrían estar al alcance.

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