Математичне моделювання дозволило виявити особливості деяких процесів при зіткненнях масивних галактик
Коли в космічних глибинах відбувається зіткнення двох галактик, астрономи фіксують у цій галузі космосу сплеск "народжуваності" нових зірок. Це загальновідомий факт, але в ньому полягає свого роду парадокс, під час злиття галактик циркулюють потоки космічних газів є настільки бурхливими, що це повинно повністю "заморозити" процеси, що призводять до формування нових зірок. Так що ж відбувається насправді?
Використовуючи два з найбільш потужних європейських суперкомп'ютерів, вчені-астрофізики створили і розрахували модель поведінки хмар міжзоряного газу, що знаходиться в галактиці, подібної Чумацькому Шляху і має розмір 300 тисяч світлових років. Дані розрахунку цієї моделі, проведеного французькою суперкомп'ютері TGCC Curie, були поєднані з даними розрахунків моделі злиття двох галактик, проведеного на німецькому суперкомп'ютері SuperMUC. Це комплексне моделювання, яке охопило область віртуального космічного простору, розміром 600 тисяч мільйонів світлових років з роздільною здатністю в один світловий рік, дозволило вченим відстежити поведінку рухомих потоків космічного газу, що на перший погляд здавалося повністю хаотичним.
Вченим відомо, що інтенсивні процеси формування нових зірок відбуваються здебільшого в статичних або малорухомих хмари космічного газу. Гравітаційні сили самих хмар і прилеглих масивних космічних об'єктів призводять до появи в цих хмарах областей, що мають більш високу щільність газу. А випромінювання від прилеглих зірок нагріває цей газ до температури, коли починають відбуватися реакції термоядерного синтезу.
З усього вищесказаного випливає, що космічна буря, яка виникає при зіткненні і злиття двох галактик повинна перешкоджати процесам формування нових зірок, постійно руйнуючи щільні газові скупчення. Але результати математичного моделювання показують зворотне - ця буря призводить до появи великої кількості невеликих областей з надзвичайно високою щільністю міжзоряного газу, що фактично прискорює всі процеси, приводячи до демографічного вибуху зоряної "народжуваності".
"Отримані нами результати є великим кроком на шляху нашого розуміння процесів формування нових зірок. І вони, ці результати, що були отримані нами тільки завдяки всім останнім досягненням в області суперкомп'ютерних обчислень і паралельних обчислень" - розповідає Флоран Рено (Florent Renaud), дослідник з інституту AIM, Франція, - "Такі математичні моделі дозволяють нам вивчити природу процесів, що відбуваються усередині галактик, а високий рівень деталізації математичного моделювання, поєднаний з даними реальних астрономічних спостережень, дає можливість астрономам відновити повну історію формування та розвитку багатьох існуючих у Всесвіті галактик і інших космічних об'єктів".
Розрахунки математичної моделі зіткнення галактик укупі з моделюванням розвитку ділянки Всесвіту, про який ми нещодавно розповідали, є ще одним доказом того, що, незважаючи на величезну складність фізичних і астрофізичних процесів, обчислювальні потужності сучасних суперкомп'ютерів вже в змозі впоратися з моделюванням космологічних явищ будь-якого масштабу при досить великої роздільної здатності.