Формирование нитей при столкновении ударной волны с двумя молекулярными облаками
Математик МГУ вместе с российским коллегой смоделировали формирование нитей (конгломераты нитевидных веществ) после столкновения ударной волны с молекулярными облаками в межзвездном пространстве. Эта работа должна помочь лучше понять процесс рождения звезд и звездных систем.
Исследователи рассмотрели ситуацию ударной волны от взрыва сверхновой, достигающей скоплений молекулярных облаков с высоким уровнем плотности. Масштабные молекулярные облака, именуемые «звездными колыбелями», выступают местом рождения новых звезд. Ударная волна перемещается со сверхзвуковой скоростью и меняет облачную структуру, создавая участки с высокой и низкой плотностью, а также нитевидные структуры. Кроме того, она приводит в движение потоки материи и искривляет траектории, вызывая завихрения во внешних границах облака. Это явление прозвали неустойчивостью Рихтмайера-Мешкова.
Ученые предложили модель, описывающую формирование вихря материи и нитей после прохождения ударной волны. Они изучили влияние распределения плотности по радиусу и облачным формам на процесс контакта между ударной волной и молекулярными облаками, а также возникновение и перераспределение потоков веществ, формирование нитей и областей высокой плотности.
Модель состоит из 4 млрд. вычислительных узлов. Чтобы сократить время обработки таких огромных объемом сведений, пришлось прибегнуть к параллельным вычислениям при одновременной работе с разными базами данных. Моделирование показало, что формирование нитей и неравномерности распределения уровней плотности основываются на сжатии вещества облака под воздействием ударной волны.
На первом этапе формируются вихревые структуры, далее следует распространение ударной волны и нестабильность Рихтмайера-Мешкова, где потоки вещества ускоряются. В самом конце нити сталкиваются в областях с высокой плотностью и создают протозвезды. Исследователи полагают, что дальнейшее улучшение модели поможет понять, как звезды и звездные системы формируются в плотных областях молекулярных облаков.