Teknolojide Kuantum Sıçraması: En Gerçekçi 3D Yıldız Oluşum Simülasyonu Yapıldı
Yıldızların oluştuğu bütün bir gaz bulutunu simüle eden ilk yüksek çözünürlüklü model, araştırmacıların bir yıldızın doğumunu izlemelerine olanak tanıdı.
Astrofizikçilerden oluşan bir ekip, yıldız oluşumunun bugüne kadarki en gerçekçi, en yüksek çözünürlüklü 3D simülasyonunu geliştirdi. Çabalarının sonucu, yıldızlar belirirken renkli bir gaz bulutunun izleyicilerin etrafında süzülmelerine olanak tanıyor.
STARFORGE (Gazlı Ortamlarda Yıldız Oluşumu), tüm bir gaz bulutunu tam renkli, yüksek çözünürlükte ve daha önce mümkün olandan 100 kat daha büyük bir şekilde simüle eden ilk sistemdir.
Aynı zamanda yıldız oluşumunu, evrimini ve dinamiklerini modelleyen ve aynı zamanda jetler, radyasyon, rüzgar ve yakındaki süpernova faaliyeti gibi şeyleri de hesaba katan ilk simülasyondur.
Araştırmacılar, yıldız oluşumunun neden yavaş ve verimsiz olduğu, bir yıldızın kütlesini neyin belirlediği ve yıldızların neden kümeler halinde oluşma eğiliminde olduğuna dair soruları keşfetmeyi amaçlıyor.
STARFORGE’un arkasındaki ekip, Northwestern, Texas Üniversitesi, Caltech, Toronto Üniversitesi ve Harvard gibi çeşitli kurumlardan gelmektedir.
Yıldızların kütlesini belirlemede hayati bir rol oynayan yıldız jetlerinin yani yüksek hızlı gaz akışlarının keşfi için STARFORGE’u zaten kullandılar.
Araştırmacılar, bir yıldızın kesin kütlesini hesaplayarak yıldızın parlaklığını ve iç mekanizmalarını belirleyebilir ve ölümü hakkında daha iyi tahminlerde bulunabilirler.
Northwestern’den Michael Grudić, ‘İnsanlar birkaç on yıldır yıldız oluşumunu simüle ediyorlar, ancak STARFORGE teknolojide bir kuantum sıçramasıdır’ dedi.
Diğer modeller, yalnızca yıldızların oluştuğu küçük bir bulut parçasını simüle edebildi. Onlar yüksek çözünürlükte tüm bir bulutu gösteremediler.
Claude-André Faucher-Giguère, yıldızların oluşma şeklinin astrofizik alanında merkezi bir soru olduğunu söyledi.
İçerdiği çeşitli fiziksel süreçler nedeniyle araştırılması çok zor bir soru oldu. Bu yeni simülasyon, daha önce kesin olarak cevaplayamadığımız temel soruları doğrudan ele almamıza yardımcı olacak. ‘
Yıldız oluşumu, baştan sona on milyonlarca yıl sürer, yani gök bilimciler bunun gece gökyüzünde gerçekleştiğini gördüklerinde, yalnızca bir anlık görüntüyü zamanında görüntüledikleri anlamına gelir.
Grudić, “Yıldızlar ayrıca toz bulutları içinde oluşur, bu yüzden çoğunlukla gizlidirler” dedi.
Astrofizikçilerin yıldız oluşumunun tam ve dinamik sürecini görebilmeleri için simülasyonlara güvenmeleri gerekir ve STARFORGE şimdiye kadar oluşturulmuş en ayrıntılı görünümlerden birini verir.
STARFORGE’u geliştirmek için ekip, gaz dinamiği, manyetik alanlar, yer çekimi, ısıtma ve soğutma ve yıldız geri bildirim süreçleri dahil olmak üzere fizikteki birden çok fenomen için hesaplama kodunu dahil etti.
Ekip, milyonlarca yıl boyunca bir gaz ve toz bulutu içinde yıldız oluşumu sürecini modelleyebildi.
Ortaya çıkan simülasyon, galakside yüzen bir gaz kütlesini (güneş kütlesinin on ila milyonlarca katı) gösteriyor.
Gaz bulutu evrildikçe, çöküp parçalara ayrılan ve sonunda tek tek yıldızları oluşturan yapılar oluşturur.
Yıldızlar oluştuktan sonra, her iki kutuptan dışarıya doğru gaz fışkırtıyorlar, etrafındaki bulutun içinden geçerek, bu hiç gaz kalmadığında sona eren bir süreçtir.
İlk uzun simülasyonun çalışması bittikten sonra STARFORGE, ekibin yıldızların oluşum şekli hakkında yeni ve önemli bir iç görü keşfetmesine yardımcı oldu.
Araştırmacılar simülasyonu jetleri hesaba katmadan çalıştırdıklarında, yıldızlar çok fazla büyüdü: Güneş’in kütlesinin 10 katı.
Simülasyona jetler ekledikten sonra, yıldızların kütleleri çok daha gerçekçi hale geldi: Güneş kütlesinin yarısından daha az.
“Jetler yıldıza doğru gaz akışını engelliyor,” diyen Grudić, “aslında yıldızda sonuçlanacak ve kütle artacak olan gazı üflediklerini” sözlerine ekledi.
“İnsanlar bunun olabileceğinden şüpheleniyorlardı; ancak tüm sistemi simüle ederek, nasıl çalıştığına dair sağlam bir anlayışa sahibiz.”
Yıldızlar hakkında daha fazlasını anlamanın ötesinde, Grudić ve Faucher-Giguère, STARFORGE’un evren ve hatta kendimiz hakkında daha fazla şey öğrenmemize yardımcı olabileceğine inanıyor.
Grudić, “Galaksi oluşumunu anlamak, yıldız oluşumuyla ilgili varsayımlara bağlıdır” dedi.
Yıldız oluşumunu anlayabilirsek, galaksi oluşumunu da anlayabiliriz. Ve galaksi oluşumunu anlayarak, evrenin neden yapıldığını daha iyi anlayabiliriz.
“Nereden geldiğimizi ve evrende nasıl konumlandığımızı anlamak, sonuçta yıldızların kökenini anlamaya bağlıdır.”
Çalışma, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri dergisinde yayınlandı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
/Teknolojide Kuantum Sıçraması: En Gerçekçi 3D Yıldız Oluşum Simülasyonu Yapıldı /