Астрономія
Астрономія

Астрономи змоделювали міжзоряне середовище галактик

Дослідники змоделювали міжзоряне середовище галактик, враховуючи вплив пилу, випромінювання та молекулярного водню. Про це вони пишуть у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Отримані результати дозволили провести симуляцію Чумацького Шляху.

Симуляція Чумацького Шляху віком 1 мільярд років. Rahul Kannan et al

Симуляція Чумацького Шляху віком 1 мільярд років. Rahul Kannan et al

Які процеси необхідно враховувати для симуляції формування галактик?

Утворенням та еволюцією галактик керує цілий комплекс взаємодій між різними фізичними процесами: гравітацією, охолодженням газу, утворенням зірок, спалахами наднових, випромінюванням, акрецією чорних дір, магнітними полями, космічними променями тощо. Це передбачає, що для моделей формування галактики необхідне непослідовного моделювання усіх цих механізмів. Втім, завдання ускладнюється через те, що усі ці процеси відбуваються на різних масштабах. Наприклад, приплив газу в галактику визначається великомасштабним розподілом речовини Всесвіту, а швидкість охолодження газу залежить від місцевої густини газу, температури та металічності, які в свою чергу керуються процесами утворення зірок та захоплення металів у галактичних вітрах. Сучасні симуляції здатні охоплювати і поєднувати широкий спектр властивостей галактики. Хоча вони досить добре відтворюють їхні глобальні властивості, вони не враховують структури зоряних областей малого масштабу, і створюються з відносно низькою роздільною здатністю.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники вирішили змоделювати процеси, що впливають на міжзоряне середовище галактик. Вони врахували вплив випромінювання, пилу та молекулярної хімії. Модель відображає реалістичні процеси охолодження та нагрівання газу, що відбуваються за низьких температур у середовищі. Вчені перевірили свою модель у симуляції розвитку Чумацького Шляху.

Це дозволило підтвердити, що вплив випромінювання на темпи формування зірок є помірним у галактиках з низькою поверхневою густиною газу, таких як наша. Симуляція показала, що за рік у Чумацькому Шляху народжується 2-3 сонячних маси зірок, що підтверджується спостереженнями. Втім, випромінювання зірок різко змінює фазову структуру міжзоряного середовища, впливаючи на розподіл теплого та холодного матеріалу в ньому.

Таким чином, модель дослідників добре підходить для симуляції формування галактик, дозволяють вивчити їх у деталях.