Počítač názorně předvedl, jak se rodí hvězdná dvojčata

02.09. 16:16 | Autor: Radek John

Hvězdná porodnice v mlhovině Omega 5500 světelných let od Země.

Hvězdy vznikají v oblacích zárodečného plazmatu. Krátce po narození se ale většinou rozptýlí po galaxii. Že jsou sourozenci, se dá zjistit z jejich složení. Jenže je tu problém.

Složení mezihvězdné hmoty je rozmanitější než složení hvězd, které jsou si navzájem podobné. Jak hvězdy, tak mezihvězdné médium, se skládají nejvíc z vodíku a hélia - dvou nejlehčích a nejjednodušších prvků ve vesmíru. Kromě nich mají ale ještě příměse dalších těžších prvků, jako je třeba železo, uhlík, kyslík, a tak podobně. Astronomové dokážou měřením vlnové délky (barvy) světla zjistit, kolik příměsí jakých prvků hvězda či plynový oblak obsahují. Běžná mezihvězdná hmota se ale zdá asi dvakrát méně promíchaná, než by měla být, pokud by z ní měly vznikat hvězdná dvoj- a vícerčata.

Proč si ale pak jsou některé hvězdy tak podobné? Fyzikové mají dobrou představu o zákonech, jimiž se míchání mračen řídí. Nebo si to aspoň myslí. Vyčíslit je je ale obtížné, poněvadž to vyžaduje obrovské množství výpočtů, které by lidskému matematikovi nebo běžnému počítači zabraly velmi dlouhou dobu.

Nové hvězdy vznikají i v mlhovině Rosetta 5200 světelných let od Země.

Vodíkový koktejl

Yi Fengová a Mark Krumholtz z Kalifornské univerzity zkusili napodobit míchání plazmatu v hvězdné školce pomocí superpočítače Hyades, jenž univerzita provozuje. Je starý teprve rok a slouží hlavně k všelijakým astrofyzikálním výpočtům. Jeho stavbu si můžete pustit na níže vloženém videu. Výsledky modelování zveřejnili vědci v časopise Nature. "Simulace přesně odhalila, proč mají hvězdy zrozené společně stejné množství stopových prvků," prohlásil Krumholtz. "Když se oblak, ze kterého vznikají, smršťuje, rychle a důkladně se promíchává. "

Počítač napodoboval dva proudy plynu, které utvořily jedno mračno. To pak během několika miliónů let vlastní gravitace smrštila natolik, že by se v něm mohly začít tvořit hvězdy. Běžnou molekulu vodíku nemůžete obarvit na červeno nebo na modro, abyste viděli, co se s ní bude dít. U simulovaných molekul v počítači to ale jde, takže Fengová a Krumholtz mohli sledovat, jak se mračno míchá.

Silné víření

Zárodečné mračno v Galaxie v Trojúhelníku, tři miliony světelných let od Země.

Výsledky předčily očekávání. "Zjistili jsme, že jak se proudy přibližují, začínají být extrémně turbulentní," uvedl Krumholtz. Začaly se tvořit víry, které mračno téměř dokonale promísily. "Bylo to opravdu překvapení," dodal astronom. "Nečekal jsem, že turbulence bude tak mohutná, jak byla, a proto jsem nečekal, že míchání bude tak prudké a efektivní. Myslel bych, že dostaneme nějaké modré a nějaké červené hvězdy místo samých fialových."

V různých oblastech universa vznikají nové hvězdy různě často. Některé galaxie je produkují jako divé, jiné jen čas od času. Selský rozum by napovídal, že v místech, kde hvězd vzniká víc, by měl být plyn i víc promíchaný. Simulace to ale nepotvrdila. I v nepříliš plodných mračnech je turbulence dost silná na to, aby vznikly hvězdy s téměř stejným složením.

To je zajímavé, poněvadž v podobném oblaku nejspíš vzniklo i Slunce. Letos na jaře se ostatně podařilo najít jeho sourozence. Je to hvězda jménem HD 162826, v současnosti vzdálená asi 110 světelných let. Počítačová simulace potvrdila, že hledání podobných sourozenců je oprávněné. Dají se využít i k testování zajímavých teorií o tom, jak se hvězdy v galaxii navzájem ovlivňují.