Valid XHTML 1.0 Strict

2009.01.18. - Ho­gyan ke­let­kez­nek a nagy­tö­me­gű csil­la­gok?

Egy szu­per­szá­mí­tó­gép­pel vég­zett szi­mu­lá­ció­so­ro­zat vá­laszt ad­hat ar­ra a kér­dés­re, ho­gyan ala­kul­hat­nak ki a na­gyon nagy tö­me­gű csil­la­gok, il­let­ve ar­ra, mi­ért is ta­lál­ha­tók ezek leg­in­kább ket­tős és töb­bes rend­sze­rek­ben.

Az aszt­ro­fi­zi­ka egyik ér­de­kes kér­dé­se, hogy mi­lyen mó­don ala­kul­hat­nak ki a na­gyon nagy, a Nap tö­me­gé­nek száz­szo­ro­sát is meg­ha­la­dó mé­re­tű csil­la­gok. A prob­lé­mát töb­bek kö­zött az okoz­za, hogy az el­mé­le­tek sze­rint a csil­lag ki­ala­ku­lá­sa köz­ben su­gár­zá­sá­nak nyo­má­sa - ami erő­sebb, mint a gra­vi­tá­ci­ós von­zás - egy­sze­rű­en el­fúj­ja a kö­rü­löt­te lé­vő, por­ban gaz­dag sű­rű in­ter­sztel­lá­ris gáz­anya­got, így után­pót­lás hi­á­nyá­ban el­vi­leg nem ér­het­ne el 20 nap­tö­meg­nél na­gyobb mé­re­tet. Azon­ban en­nél sok­kal na­gyobb csil­la­go­kat is ész­le­lünk.

Mark Krum­holz (Uni­ver­sity of Ca­li­for­nia, San­ta Cruz) és mun­ka­tár­sai már több éve a csil­lag­ke­let­ke­zé­si fo­lya­ma­to­kat szi­mu­lá­ló komp­lex szá­mí­tó­gé­pes mo­del­le­ken dol­goz­nak. Az ORI­ON név­re ke­resz­telt kód­juk és a San Di­e­go Su­per­com­pu­ter Cen­ter - több hó­nap­ra igény­be vett - szá­mí­tó­gé­pes ka­pa­ci­tá­sá­nak se­gít­sé­gé­vel ka­pott ered­mé­nye­ik más meg­vi­lá­gí­tás­ba he­lyez­he­tik a nagy­tö­me­gű csil­la­gok ke­let­ke­zé­sé­vel kap­cso­la­tos prob­lé­mát is.

Krum­holz és kol­lé­gái 3D-s szi­mu­lá­ci­ói sze­rint mi­köz­ben a por­ral dú­sí­tott gáz a nagy­tö­me­gű csil­lag nö­vek­vő mag­já­ra hul­lik, a ben­ne ki­ala­ku­ló in­sta­bi­li­tá­sok olyan csa­tor­nák lét­re­jöt­té­hez ve­zet­nek, me­lyek kö­zül egye­sek­ben a csil­lag - ed­dig rom­bo­ló­nak gon­dolt - elekt­ro­mág­ne­ses su­gár­zá­sa ki­jut az in­ter­sztel­lá­ris tér tá­vo­lab­bi tar­to­má­nya­i­ba, míg má­sok­ban to­vább­ra is za­var­ta­la­nul áram­lik az anyag a szü­le­tő csil­lag mag­já­ra. Krum­holz sze­rint a szi­mu­lá­ci­ók­ban jól lát­ha­tók a be­fe­lé áram­ló gáz­szá­lak, il­let­ve a köz­tük ki­ju­tó su­gár­zás, ami vi­szont azt je­len­ti, hogy nincs szük­ség sem­mi­lyen eg­zo­ti­kus me­cha­niz­mus­ra, a nagy­tö­me­gű csil­la­gok ugyan­olyan akk­ré­ci­ós fo­lya­ma­tok so­rán jön­nek lét­re, mint ki­sebb tár­sa­ik, a gra­vi­tá­ci­ós kol­lap­szus el­len ha­tó su­gár­nyo­más nem gá­tol­ja nö­ve­ke­dé­sü­ket.

IMAGE

Pil­la­nat­ké­pek a szá­mí­tó­gé­pes szi­mu­lá­ci­ók­ból. Az öt, be­tűk­kel je­lölt sor kü­lön­bö­ző idő­pon­tok­ban mu­tat­ja a rend­szer ál­la­po­tát: (A) 17500 év, (B) 25000 év, (C) 34000 év, (D) 41700 év, (E) 55900 év. A so­ro­kon be­lül az egyes ké­pek a sű­rű­ség­el­osz­lást áb­rá­zol­ják egy, a for­gás­ten­gely­re il­lesz­ke­dő sík­ban. A bal­ol­da­li ké­pe­ken lát­ha­tó me­zők te­rü­le­te (0,3 pc)2. Jobb­ra ha­lad­va a le­ké­pe­zett te­rü­let min­den lé­pés­ben egy 4-es fak­tor­ral csök­ken (li­ne­á­ri­san), így a jobb szél­ső osz­lo­pok egy (966 Cs.E.)2 mé­re­tű te­rü­le­tet mu­tat­nak. A szí­nek a sű­rű­ség­el­osz­lást kó­dol­ják lo­ga­rit­mi­kus ská­lán 10-19 és 10-12 g/cm3 ér­té­kek kö­zött. A csil­la­gok he­lyét "+" je­lö­li, a lép­té­kek és az egy­ér­tel­mű­ség mi­att azon­ban csak a két jobb­ol­da­li osz­lop­ban.
[Krum­holz és mt­sai]

A fut­ta­tá­sok­nak lett egy nem várt "mel­lék­ter­mé­ke" is. A pro­to­csil­lag­ra spi­rá­lo­zó anyag al­kot­ta ko­rong gra­vi­tá­ci­ó­san in­sta­bil, ezért ki­sebb cso­mó­so­dá­sok jö­het­nek ben­ne lét­re, me­lyek az­tán ki­csiny, má­sod­la­gos csil­lag­kez­de­mé­nyek­ké ala­kul­hat­nak. Ezek sor­sa ál­ta­lá­ban a fő­csil­lag­gal tör­té­nő üt­kö­zés­ben és össze­ol­va­dás­ban vég­ző­dik. Krum­hol­zék szi­mu­lá­ci­ói so­rán azon­ban az egyik cso­mó elég nagy lett ah­hoz, hogy füg­get­le­nít­se ma­gát és sa­ját anyag­be­áram­lá­si ko­ron­got ala­kít­son ki, mely fo­lya­mat vé­gén ma­ga is nagy­tö­me­gű csil­lag­gá vált. Si­ke­rült egy har­ma­dik kom­po­nens ki­ala­ku­lá­sát is meg­fi­gyel­ni, ez előbb egy tá­vo­li pá­lyá­ra do­bó­dott ki a rend­szer­ből, vé­gül azon­ban be­le­ol­vadt a fő­kom­po­nens­be. A szi­mu­lá­ció le­ál­lí­tá­sa­kor, 57 ezer év "el­tel­té­vel", a két csil­lag 41,5 és 29,2 nap­tö­me­gű volt, s vi­szony­lag tág pá­lyá­kon ke­ring­tek a tö­meg­kö­zép­pont kö­rül. Krum­holz sze­rint ez­zel si­ke­rült elő­ál­lí­ta­ni­uk egy ti­pi­kus, nagy­tö­me­gű csil­la­gok­ból ál­ló ket­tős rend­szert, bár ez ere­de­ti ter­ve­ik kö­zött egy­ál­ta­lá­ban nem sze­re­pelt.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Sci­en­ce Exp­ress por­tá­lon je­lent meg 2009. ja­nu­ár 15-én.

For­rás:

Valid CSS!
Hy-phen-a-tion