شاهد هذه المحاكاة الجديدة المذهلة لنجم يولد

بالعربي/ قد يستغرق تشغيل المحاكاة ثلاثة أشهر على أحد أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم.

طور علماء الفيزياء الفلكية أول نموذج ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لسحابة غاز تتحد لتشكل نجمًا – وهو أمر مذهل.

يسمح نموذج “Starforge” (الذي يرمز إلى “تكوين النجوم في البيئات الغازية”) للمستخدمين بالتحليق عبر سحابة ملونة من الغاز بينما تتجمع في النجوم من حولهم. يأمل الباحثون أن تساعدهم المحاكاة المذهلة بصريًا على استكشاف العديد من الألغاز التي لم يتم حلها لتكوين النجوم ، مثل: لماذا تكون العملية بطيئة للغاية وغير فعالة؟ ما الذي يحدد كتلة النجم؟ ولماذا تميل النجوم إلى التجمع معًا؟

الإطار الحسابي قادر على محاكاة غيوم غازية أكبر بمقدار 100 مرة مما كان ممكنًا في السابق ، وسيمكن العلماء من وضع نماذج لتكوين النجوم وتطورها ودينامياتها مع مراعاة أشياء مثل النفاثات والإشعاع والرياح وحتى المستعرات الأعظمية – انفجارات النجوم القريبة. أغلق0 ثانية من 1 دقيقة ، 45 ثانية الحجم 0٪تشغيل الصوت

قال المؤلف الكبير كلود أندريه فوشر جيجير ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة نورث وسترن ، في بيان: “كيفية تشكل النجوم هي مسألة مركزية في الفيزياء الفلكية” . “لقد كان سؤالًا صعبًا للغاية لاستكشافه بسبب مجموعة العمليات الفيزيائية المتضمنة. ستساعدنا هذه المحاكاة الجديدة مباشرة في معالجة الأسئلة الأساسية التي لم نتمكن من الإجابة عليها بشكل قاطع من قبل.”

يمكن أن تستغرق النجوم عشرات الملايين من السنين لتتشكل – تنمو من سحب متصاعدة من الغبار والغاز المضطرب إلى النجوم الأولية المتوهجة بلطف ، قبل أن تتحول إلى كرات عملاقة من البلازما التي تعمل بالاندماج مثل شمسنا. أثناء دراسة سماء الليل تمكن علماء الفيزياء الفلكية من إلقاء نظرة سريعة على تطور النجم ، فهم بحاجة إلى استخدام محاكاة دقيقة لعرض العملية الكاملة ودراستها. 

قال المؤلف المشارك مايكل غروديتش ، زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة نورث وسترن ، في البيان: “عندما نلاحظ تشكل النجوم في أي منطقة معينة ، فإن كل ما نراه هو مواقع تشكل النجوم مجمدة في الوقت المناسب” . “تتكون النجوم أيضًا في سحب من الغبار ، لذا فهي مخفية في الغالب.”

هذا النموذج هائل ، وقد يستغرق تشغيل محاكاة واحدة على واحد من أكبر أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم ، الموجودة في مركز تكساس للحوسبة المتقدمة ، ثلاثة أشهر. وفقًا للباحثين ، فإن الحجم الهائل والتعقيد الحسابي يجعل تنبؤات هذا النموذج الجديد أكثر دقة.

قال جروديتش: “كان الناس يحاكيون تشكل النجوم منذ عقدين من الزمن ، لكن Starforge تمثل قفزة نوعية في التكنولوجيا”. “النماذج الأخرى كانت قادرة فقط على محاكاة رقعة صغيرة من السحابة حيث تتشكل النجوم – وليس السحابة بأكملها بدقة عالية. بدون رؤية الصورة الكبيرة ، نفوت الكثير من العوامل التي قد تؤثر على نتيجة النجم.”

تبدأ المحاكاة بسحابة من الغاز – أكبر بملايين المرات من كتلة شمسنا – تطفو في الفضاء. مع مرور الوقت ، تتطور سحابة الغاز. يدور حول نفسه ، ويشكل هياكل أكبر قبل أن يتفكك مرة أخرى. من هذا التدمير الخلاق ، تبقى جيوب صغيرة من الغاز ، التي تجذبها الجاذبية وتصبح أكثر سخونة من خلال الاحتكاك المستمر ، نجوماً في النهاية. ذروة ولادة النجم هي عندما يتم إطلاق نفاثتين هائلتين من الغاز إلى الخارج من أقطابها بسرعة عالية – مما يخترق السحب من حوله.

استخدم علماء الفيزياء الفلكية المحاكاة لفهم الدور الذي تلعبه هذه النفاثات الغازية في تحديد كتلة النجم. عندما أجروا المحاكاة دون احتساب الطائرات ، حصلوا على نجوم أكبر بكثير من المعتاد – حوالي 10 أضعاف كتلة الشمس. أدت إضافة النفاثات مرة أخرى إلى ظهور نجوم ذات أحجام أكثر واقعية ، والتي كانت حوالي نصف كتلة الشمس. 

قال جروديتش: “الطائرات تعطل تدفق الغاز نحو النجم”. “إنهم يفجرون الغاز الذي كان سينتهي به الأمر في النجم ويزيد من كتلته. اشتبه الناس في أن هذا قد يحدث ، ولكن من خلال محاكاة النظام بأكمله ، لدينا فهم قوي لكيفية عمله.”

من خلال منحهم فهمًا أفضل لكيفية تشكل النجوم ، يعتقد الباحثون أيضًا أن محاكاتهم يمكن أن توفر بعض الأفكار الحيوية حول كيفية انتشار المجرات في جميع أنحاء الكون ، وكذلك كيف العناصر الأثقل ، مثل الكربون والنيتروجين – اللبنات الأساسية لبناء الحياة المعقدة – تصنع داخل قلوب النجوم النارية.

قال غروديتش: “إذا تمكنا من فهم تشكل النجوم ، عندها يمكننا فهم تكوين المجرات. ومن خلال فهم تكوين المجرات ، يمكننا فهم المزيد حول ما يتكون الكون”. “إن فهم من أين أتينا وكيف نقع في الكون يتوقف في النهاية على فهم أصول النجوم.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com