Vorming van filamenten bij de botsing van een schokgolf met twee moleculaire wolken
Een wiskundige van de Moskouse Staatsuniversiteit samen met een Russische collega modelleerde de vorming van filamenten (conglomeraten van draadvormige stoffen) na een botsing van een schokgolf met moleculaire wolken in de interstellaire ruimte. Dit werk zou moeten helpen het proces van de geboorte van sterren en sterrenstelsels beter te begrijpen.
De onderzoekers onderzochten de situatie van de schokgolf van een supernova-explosie en bereikten clusters van moleculaire wolken met een hoge dichtheid. Moleculaire wolken op grote schaal, ook wel 'star cradles' genoemd, zijn de geboorteplaats van nieuwe sterren. De schokgolf beweegt met supersonische snelheden en verandert de wolkenstructuur, waardoor gebieden met hoge en lage dichtheid worden gecreëerd, evenals filamenteuze structuren. Bovendien zet het de stroming van materie in beweging en buigt het traject, wat turbulentie in de buitenste grenzen van de wolk veroorzaakt. Dit fenomeen wordt de instabiliteit van Richtmyer-Meshkov genoemd.
Wetenschappers hebben een model voorgesteld dat de vorming van een werveling van materie en filamenten beschrijft na het passeren van een schokgolf. Ze bestudeerden het effect van de dichtheidsverdeling langs de straal- en wolkenvormen op het contactproces tussen de schokgolf en moleculaire wolken, evenals het optreden en de herverdeling van materiaalstromen, de vorming van filamenten en gebieden met hoge dichtheid. Het model bestaat uit 4 miljard computerknooppunten. Om de verwerkingstijd van zo'n enorme hoeveelheid informatie te verkorten, moesten we onze toevlucht nemen tot parallel computing tijdens het werken met verschillende databases. Modellering heeft aangetoond dat de vorming van filamenten en ongelijke verdeling van densiteitsniveaus gebaseerd zijn op de compressie van de wolkenstof onder invloed van een schokgolf.
In het eerste stadium worden vortexstructuren gevormd, gevolgd door de voortplanting van een schokgolf en de instabiliteit van Richtmyer-Meshkov, waar materiestromen worden versneld. Helemaal aan het einde botsen de filamenten in gebieden met hoge dichtheid en creëren protosterren. Onderzoekers geloven dat een verdere verbetering van het model zal helpen begrijpen hoe sterren en stersystemen zich vormen in dichte regionen van moleculaire wolken.
