Formazione di filamenti nella collisione di un'onda d'urto con due nubi molecolari
Un matematico dell'Università Statale di Mosca insieme a un collega russo ha modellato la formazione di filamenti (conglomerati di sostanze filamentose) dopo una collisione di un'onda d'urto con nubi molecolari nello spazio interstellare. Questo lavoro dovrebbe aiutare a comprendere meglio il processo di nascita di stelle e sistemi stellari.
I ricercatori hanno esaminato la situazione dell'onda d'urto da un'esplosione di supernova raggiungendo gruppi di nubi molecolari con un alto livello di densità. Le nuvole molecolari su larga scala, indicate come "culle a stella", sono il luogo di nascita di nuove stelle. L'onda d'urto viaggia a velocità supersoniche e modifica la struttura della nuvola, creando aree a bassa e alta densità e strutture filamentose. Inoltre, mette in moto il flusso della materia e piega la traiettoria, causando turbolenze nei confini esterni della nuvola. Questo fenomeno è chiamato instabilità Richtmyer-Meshkov.
Gli scienziati hanno proposto un modello che descrive la formazione di un vortice di materia e filamenti dopo il passaggio di un'onda d'urto. Hanno studiato l'effetto della distribuzione della densità lungo il raggio e le forme della nuvola sul processo di contatto tra l'onda d'urto e le nubi molecolari, così come l'occorrenza e la ridistribuzione dei flussi di materiale, la formazione di filamenti e aree ad alta densità. Il modello consiste di 4 miliardi di nodi di calcolo. Per ridurre i tempi di elaborazione di una tale quantità di informazioni, abbiamo dovuto ricorrere al calcolo parallelo mentre lavoravamo con diversi database. La modellazione ha dimostrato che la formazione di filamenti e la distribuzione non uniforme dei livelli di densità si basano sulla compressione della sostanza nuvola sotto l'influenza di un'onda d'urto.
Al primo stadio si formano strutture a vortice, seguite dalla propagazione di un'onda d'urto e dall'instabilità di Richtmyer-Meshkov, dove i flussi di materia sono accelerati. Alla fine, i fili si scontrano in aree ad alta densità e creano protostelle. I ricercatori ritengono che un ulteriore miglioramento del modello aiuterà a capire come le stelle e i sistemi stellari si formano in regioni densamente popolate di nubi molecolari.
