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오랫동안 과학자들은 분자 수소의 거대한 구름 내부의 성간 물질이 중력 붕괴를 겪을 때 별이 형성된다는 것을 이해했습니다. 그들은 성장을 공급하는 가스와 먼지 구름을 어떻게 날려 버리지 않고 유지합니까? 그러나이 문제는 한때 생각했던 것보다 덜 신비로운 것으로 판명되었습니다. 이번 주 사이언스 지에 발표 된 연구에 따르면 물질을 안쪽으로 당기는 중력을 초과하는 바깥으로 흐르는 방사선 압력에도 불구하고 거대한 별의 성장이 어떻게 진행될 수 있는지 보여줍니다.
산타 크루즈 캘리포니아 대학교의 천문학과 천체 물리학과 조교수 마크 크룸 홀츠 (Mark Krumholz)는이 새로운 발견은 왜 이진 또는 여러 개의 별 시스템에서 거대한 별들이 나타나는 경향을 설명한다고 말했다. 공동 저자는 UC 버클리의 Richard Klein, Christopher McKee 및 Stella Offner, Lawrence Livermore National Laboratory의 Andrew Cunningham입니다.
방사선 압력은 충돌하는 표면에 전자기 방사선이 가하는 힘입니다. 이 효과는 일반 조명에서는 무시할 수 있지만 방사선의 강도로 인해 별의 내부에서는 중요합니다. 거대한 별들에서, 방사선 압력은 별의 추가 붕괴를 막기 위해 중력에 작용하는 지배적 인 힘이다.
Krumholz는“거대한 별에서 주위의 먼지가 많은 성간 가스 (별의 내부 가스보다 훨씬 더 불투명 한)에 방사선 압력을 가하면 가스 구름이 폭발해야한다”고 말했다. 초기 연구에 따르면 별이 태양 질량의 약 20 배보다 크게 자라기 전에 방사선 압력이 별 형성 원료를 날려 버릴 것이라고 제안했습니다. 그러나 천문학 자들은 별보다 훨씬 더 큰 별을 관측합니다.
연구팀은 별 형성 과정을 시뮬레이션하기 위해 복잡한 컴퓨터 코드를 개발하는 데 수년을 보냈다. 컴퓨터 기술의 발전과 결합 된 최신 소프트웨어 (ORION)를 통해 거대한 성간 가스 구름 붕괴에 대한 상세한 3 차원 시뮬레이션을 실행하여 거대한 별을 형성 할 수있었습니다. 이 프로젝트는 샌디에고 슈퍼 컴퓨터 센터에서 수개월의 컴퓨팅 시간이 필요했습니다.
시뮬레이션은 먼지가 많은 가스가 거대한 별의 성장하는 코어로 붕괴됨에 따라 방사선 압력이 바깥쪽으로 밀고 중력이 재료를 끌어 당겨 불안정성이 발생하여 구름이 구름을 통해 성간 공간으로 날아가고 가스가 계속 떨어지는 채널을 초래한다는 것을 보여주었습니다 다른 채널을 통해 안쪽으로.
Krumholz는“가스의 손가락이 떨어지고 그 손가락 사이에서 방사선이 누출되는 것을 볼 수 있습니다. “이것은 이국적인 메커니즘이 필요하지 않음을 보여줍니다. 거대한 별은 저 질량 별과 마찬가지로 가속 과정을 통해 형성 될 수 있습니다.”
가스 구름이 붕괴 될 때 회전하는 "프로 스타"에 공급되는 재료 디스크가 형성됩니다. 그러나 디스크는 중력 적으로 불안정하여 일련의 작은 2 차 별을 형성하게되는데,이 별들은 대부분 중앙 프로토 스타와 충돌합니다. 시뮬레이션에서, 하나의 2 차 스타는 자신의 디스크를 분해하고 자신의 디스크를 획득 할만큼 충분히 커져서 거대한 동반자 스타로 성장했습니다. 세 번째 작은 별이 형성되어 넓은 궤도로 방출되어 1 차 별과 함께 떨어지고 합쳐졌다.
연구원들이 시뮬레이션을 중단했을 때, 57,000 년 동안 시뮬레이션 된 시간 동안 진화시킨 후, 두 별의 질량은 태양 질량의 41.5와 29.2 배이며 상당히 넓은 궤도에서 서로 돌고있었습니다.
크룸 홀츠는“시뮬레이션에서 형성된 것은 거대한 별들에 대한 공통 구성이다. “이제 거대한 별이 어떻게 형성 될 수 있는지에 대한 수수께끼를 고려할 수 있다고 생각합니다. 슈퍼 컴퓨터의 시대와 프로세스를 3 차원으로 시뮬레이션 할 수있는 능력으로 솔루션이 가능해졌습니다.”
출처 : UC Santa Cruz
