[/ คำอธิบาย]
เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจว่าดาวก่อตัวเมื่อสสารระหว่างดวงดาวในกลุ่มเมฆยักษ์ของไฮโดรเจนโมเลกุลผ่านการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วง พวกเขารักษาเมฆของก๊าซและฝุ่นที่เลี้ยงการเจริญเติบโตของพวกเขาโดยไม่ต้องพัดมันออกไปได้อย่างไร อย่างไรก็ตามปัญหากลับกลายเป็นว่าลึกลับน้อยกว่าที่เคยปรากฏ การศึกษาที่ตีพิมพ์ในสัปดาห์นี้ในวารสาร Science แสดงให้เห็นว่าการเติบโตของดาวมวลสูงสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างไรแม้จะมีความดันรังสีที่ไหลออกไปด้านนอกซึ่งเกินแรงโน้มถ่วงที่ดึงวัสดุเข้ามาด้านใน
การค้นพบใหม่ยังอธิบายว่าทำไมดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในระบบดาวคู่หรือดาวหลายดวง Mark Krumholz ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซกล่าว ผู้เขียนร่วมคือ Richard Klein, Christopher McKee และ Stella Offner จาก UC Berkeley และ Andrew Cunningham จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore
แรงดันจากการแผ่รังสีคือแรงที่กระทำโดยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าบนพื้นผิวที่มันกระทบ เอฟเฟกต์นี้เล็กน้อยสำหรับแสงธรรมดา แต่มันมีความสำคัญในการตกแต่งภายในของดาวเนื่องจากความเข้มของรังสี ในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ความดันจากการแผ่รังสีเป็นแรงโน้มถ่วงที่โดดเด่นต่อต้านแรงโน้มถ่วงเพื่อป้องกันการยุบตัวของดาวฤกษ์
“ เมื่อคุณใช้แรงดันการแผ่รังสีจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กับก๊าซระหว่างดวงดาวที่มีฝุ่นรอบ ๆ มันซึ่งมีความทึบมากกว่าก๊าซภายในของดาวมันควรจะระเบิดเมฆก๊าซ” ครัมโฮลซ์กล่าว การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าความดันรังสีจะพัดพาวัตถุดิบของการก่อตัวดาวฤกษ์ออกไปก่อนที่ดาวฤกษ์จะเติบโตได้มากกว่ามวลดวงอาทิตย์ประมาณ 20 เท่า นักดาราศาสตร์ยังสังเกตดาวที่มีมวลมากกว่านั้นมาก
ทีมวิจัยได้ใช้เวลาหลายปีในการพัฒนารหัสคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อจำลองกระบวนการก่อตัวดาวฤกษ์ เมื่อรวมกับความก้าวหน้าในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ซอฟต์แวร์ล่าสุดของพวกเขา (ชื่อ ORION) ทำให้พวกเขาสามารถทำการจำลองแบบสามมิติโดยละเอียดเกี่ยวกับการล่มสลายของเมฆก๊าซระหว่างดวงดาวจำนวนมหาศาลเพื่อก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ โครงการต้องใช้เวลาในการคำนวณเป็นเวลาหลายเดือนที่ San Diego Supercomputer Center
การจำลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อก๊าซฝุ่นตกลงสู่แกนกลางที่กำลังเติบโตของดาวมวลสูงด้วยแรงดันจากรังสีที่ผลักออกไปด้านนอกและแรงโน้มถ่วงดึงวัสดุเข้ามาความไม่เสถียรจึงพัฒนาขึ้นซึ่งส่งผลให้ช่องทางที่รังสี เข้าด้านในผ่านช่องทางอื่น
“ คุณสามารถเห็นนิ้วของก๊าซที่ตกลงมาและรังสีรั่วไหลออกมาระหว่างนิ้วมือของก๊าซเหล่านั้น” ครุมโฮลซ์กล่าว “ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าคุณไม่ต้องการกลไกแปลกใหม่ ดาวมวลสูงสามารถก่อตัวผ่านกระบวนการสะสมแบบเดียวกับดาวมวลน้อยได้”
การหมุนของแก๊สคลาวด์เมื่อมันยุบลงจะนำไปสู่การก่อตัวของดิสก์ที่เป็นวัตถุป้อนเข้าสู่“ โปรโตสตาร์” ที่กำลังเติบโต ดิสก์นั้นมีความไม่แน่นอนจากแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดเป็นกระจุกและก่อตัวเป็นดาวฤกษ์รองขนาดเล็กซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดการชนกับดาวกลางดวงโต ในการจำลองดาวดวงที่สองหนึ่งมีขนาดใหญ่พอที่จะสลายและรับดิสก์ของมันเองกลายเป็นดาวฤกษ์สหายขนาดใหญ่ ดาวฤกษ์ดวงที่สามดวงหนึ่งก่อตัวขึ้นและถูกปล่อยออกสู่วงโคจรที่กว้างก่อนที่จะตกลงไปและรวมเข้ากับดาวหลัก
เมื่อนักวิจัยหยุดการจำลองหลังจากที่ปล่อยให้มันสามารถวิวัฒนาการเป็นเวลาจำลองได้ 57,000 ปีดาวฤกษ์ทั้งสองมีมวล 41.5 และ 29.2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์และโคจรรอบกันและกันในวงโคจรที่ค่อนข้างกว้าง
“ สิ่งที่เกิดขึ้นในการจำลองคือองค์ประกอบทั่วไปสำหรับดาวมวลสูง” ครัมโฮลซ์กล่าว “ ฉันคิดว่าตอนนี้เราสามารถพิจารณาความลึกลับของการที่ดาวมวลสูงสามารถก่อตัวขึ้นเพื่อแก้ไขได้ อายุของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์และความสามารถในการจำลองกระบวนการในสามมิติทำให้การแก้ปัญหาเป็นไปได้”
ที่มา: UC Santa Cruz
