В межзвездных пылевых облаках турбулентность должна сначала рассеяться, прежде чем звезда сможет сформироваться под действием силы тяжести. Немецко-французская исследовательская группа теперь обнаружила, что кинетическая энергия турбулентности останавливается в пространстве, которое очень мало по космическим масштабам, в пределах от одного до нескольких световых лет. Группа также пришла к новым результатам в математическом методе: ранее турбулентная структура межзвездной среды описывалась как самоподобная - или фрактальная. Исследователи обнаружили, что недостаточно математически описать структуру как единый фрактал, самоподобную структуру, известную из множества Мандельброта. Вместо этого они добавили несколько различных фракталов, так называемых мультифракталов. Таким образом, новые методы могут быть использованы для детального разрешения и представления структурных изменений в астрономических изображениях. Также возможно применение в других научных областях, таких как атмосферные исследования.
Немецко-французская программа GENESIS (Создание структур в межзвездной среде) является результатом сотрудничества между Институтом астрофизики Кельнского университета, лабораторией Университета Бордо и Институтом Геостат/ИНРИЯ Бордо. В главной публикации журнала Астрономия и астрофизика Исследовательская группа представляет новые математические методы для характеристики турбулентности на примере молекулярного облака Муска в созвездии Муска.
Звезды образуются в огромных межзвездных облаках, состоящих в основном из молекулярного водорода - энергетического резервуара всех звезд. Этот материал имеет низкую плотность, всего от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч частиц на кубический сантиметр, но очень сложную структуру с уплотнениями в виде "сгустков" и "нитей" и, в конечном счете, "ядер", из которых в результате гравитационного коллапса вещества образуются звезды.
Пространственная структура газа в облаках и вокруг них определяется многими физическими процессами, одним из наиболее важных из которых является межзвездная турбулентность. Это возникает, когда энергия передается из больших масштабов, таких как волны галактической плотности или взрывы сверхновых, в меньшие масштабы. Турбулентность известна по потокам, в которых жидкость или газ "перемешиваются", но также могут образовывать вихри и демонстрировать краткие периоды хаотического поведения, называемые перемежаемостью. Однако для образования звезды газ должен прийти в состояние покоя, то есть кинетическая энергия должна рассеяться. После этого гравитация может приложить достаточную силу, чтобы стянуть водородные облака вместе и сформировать звезду. Таким образом, важно понять и математически описать энергетический каскад и связанные с ним структурные изменения.
Комментарии