Starforge带来迄今最真实、分辨率最高的恒星诞生模拟
一颗恒星--像我们的太阳--需要约5000万年才能成为一颗成年恒星。
美国西北大学的天体物理学家Michael Grudić说道：“这就像看山起落一样。”为了研究这一过程，Grudić和他的研究论文合作者开发了一个名为Starforge的强大新计算机模拟框架。
当地时间周二，由Grudić领导的一项新研究在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上发表。该研究围绕一个叫做“Star Formation in Gaseous Environments（气体环境中的恒星形成）”的项目，其提供了迄今最真实、分辨率最高的恒星形成模拟。
“人们模拟恒星的形成已经有几十年了，但Starforge是技术上的一次量子飞跃，”Grudić说道。
Grudić介绍称，Starforge是第一个模拟包含了这些云中发生的疯狂物理的“清单”，其考虑了重力、化学、原子物理、湍流、流体动力学、磁场和其他所有的相互作用以及恒星形成过程中的反馈机制。Starforge旨在展示这些因素如何影响恒星的诞生。
大家可以把每个巨大的分子气体云想象成一片黑暗的森林。之前的模拟集中在森林中恒星形成的特定区域，但它们似乎少了树木、少了森林。对此Grudić指出，如果没有看到大的图景，在这些黑暗森林中可能有我们所缺少的恒星形成的元素。
“Starforge模拟也是第一个模拟真正的‘巨大’分子云（质量超过太阳的1万倍）且与此同时还跟踪了在其中的每一颗恒星的形成，”他说道。
通过模拟，研究人员得以输入一系列基于对巨大分子云的真实观测的数值。之后，代码接手，它们会及时推进模拟并同步更新所有的物理机制。这一精心设计的舞蹈为Starforge团队提供了大量有关恒星形成过程的数据--它们的质量、年龄和聚集性。
不过还有更多的事情要做。Grudić将Starforge称为一个虚拟实验室并表示现在是做实验的时候了。
他说道：“我们目前正在运行一套大型模拟，其涵盖了一系列不同的初始云性质。”
通过研究早期云团的条件并切换不同的物理开关，该团队可以反向工作进而找出是什么影响了恒星的形成方式和它们的质量。今年2月，Grudić和他的合作者们利用这个模拟探索了被称为原恒星喷流的巨大高速气体流是如何影响恒星形成的。如果没有喷流，研究人员估计这些恒星的质量会大得多--约是它们现在的10倍。
该团队还可以将模拟结果跟现实观察结果进行比较。Grudić指出，NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜将于10月发射，届时它将提供更多的星团来对比Starforge的模拟。
