Γιατί οι γαλαξιακές συγκρούσεις είναι τόσο όμορφες
Σύμφωνα με τη βασική προσέγγιση, τα αστέρια σχηματίζονται από μια αρχοντική, σταδιακή διαδικασία που διαψεύδει τη δύναμη που τελικά απελευθερώνει. Μέσα σε ένα μεγάλο νέφος αερίου, η βαρύτητα σιγά-σιγά ενώνει ανόμοιους τρύπες σε έναν πυρήνα που γίνεται όλο και πιο πυκνός. Όταν η μάζα του νέφους είναι αρκετή για να υπερνικήσει την εσωτερική πίεση του αερίου, η βαρύτητα του ξαφνικά καταρρέει πολύ περισσότερο υλικό στον σχετικά μικρό πυρήνα και αρχίζει να συγχωνεύει υδρογόνο σε ήλιο.
Αλλά οι αστρονόμοι γνώριζαν εδώ και αρκετό καιρό ότι η πραγματική ιστορία δεν ήταν τόσο απλή. Η περιστροφή του νέφους και η μαγνητική πίεση, για παράδειγμα, απομακρύνουν τα νήματα του αναδυόμενου άστρου. Ίσως το πιο περίπλοκο μέρος του συστήματος είναι οι αναταράξεις, οι οποίες τείνουν να χτυπούν τα σύννεφα αερίων σε χαοτικές δίνες. Αλλά πρόσφατα έχουμε καλύτερη διαχείριση για το πώς οι αναταράξεις επηρεάζουν αυτά τα συστήματα. Όσο περισσότερα γνωρίζουμε γι' αυτά, τόσο πιο ξεκάθαρο γίνεται ότι οι αναταράξεις είναι βασικός παράγοντας για τον αριθμό των αστεριών που γεννιούνται.
Ένα μακροχρόνιο παζλ στη μελέτη του σχηματισμού άστρων είναι η ύπαρξη «αστρικών εκρήξεων»:η δραματική εμφάνιση ομάδων αστεριών στην περιοχή όπου συγκρούονται δύο γαλαξίες. Σύμφωνα με το απλό μοντέλο σχηματισμού άστρων, οι τυρβώδεις δίνες που σχηματίζονται από τη σύγκρουση θα πρέπει να παρεμβαίνουν στη σταδιακή κατάρρευση των νεφών αερίου, εμποδίζοντάς τους να σχηματίσουν αστέρια. Κρίνοντας από τις όμορφες εικόνες που φαίνονται από εκρήξεις αστεριών —όπως στους Γαλαξίες Antennae παραπάνω— προφανώς κάτι έλειπε από αυτό το μοντέλο.
Το μυστήριο παρέμεινε έως ότου μια ομάδα Γάλλων ερευνητών έφτασε στο λαχείο των αστροφυσικών:Έπρεπε να εκτελέσουν μια προσομοίωση χρησιμοποιώντας έναν τεράστιο χρόνο σε έναν υπερυπολογιστή, κατανεμημένο σε οκτώ μήνες. Χάρη σε 8 εκατομμύρια υπολογιστικές ώρες στη μηχανή SuperMUC 4.096 επεξεργαστών, οι ερευνητές μπόρεσαν να προσομοιώσουν τη σύγκρουση των δύο γαλαξιών κεραιών και να μοντελοποιήσουν τι συμβαίνει μέσα σε έναν κύβο με άκρες μήκους 600.000 ετών φωτός, σε ανάλυση 3 φωτός. χρόνια. Η προσομοίωση έδειξε ότι αντί για τις στικτές δίνες, οι συγκρουόμενοι γαλαξίες παρήγαγαν μια μορφή «συμπιεστικής αναταραχής». Αυτή η συμπίεση ώθησε μαζί τα νέφη αερίου σε αρκετά υψηλή πυκνότητα για να ξεκινήσει η σύντηξη σε πολλά σημεία. Η συγγραφή των ερευνητών έγινε αποδεκτή στις Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας Μαΐου 2014 . (Δείτε μία εικόνα από την προσομοίωση παρακάτω και δείτε ένα βίντεο εδώ.)
Μια άλλη μελέτη, που δημοσιεύτηκε τον περασμένο μήνα και δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, προώθησε έναν άλλο, πιο περίεργο τρόπο ότι οι αναταράξεις θα μπορούσαν να γεννήσουν αστέρια. Ο συγγραφέας, ο φυσικός του Caltech, Philip Hopkins, εστίασε σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται «προνομιακή συγκέντρωση». Όταν οι τυρβώδεις δίνες στροβιλίζονται με σωματίδια που έχουν την ίδια κλίμακα μεγέθους με τις ίδιες τις δίνες, τα σωματίδια τείνουν να σπρώχνονται έξω από τις δίνες και να συγκεντρώνονται στα ενδιάμεσα διαστήματα. (Η προτιμησιακή συγκέντρωση προωθήθηκε πρόσφατα ως εξήγηση για τον μυστηριωδώς γρήγορο σχηματισμό σταγόνων βροχής.) Ο Χόπκινς πρότεινε ότι οι τυρβώδεις δίνες θα μπορούσαν έτσι να προκαλέσουν τη συσσώρευση αρκετής ύλης σε αρκετά μικρές περιοχές για να επισπεύσουν τη βαρυτική κατάρρευση. Το παράξενο μέρος της μελέτης είναι ότι αυτή η μέθοδος θα περιείχε κατά προτίμηση όχι υδρογόνο ή ήλιο, τα συνήθη συστατικά των άστρων, αλλά βαρύτερα στοιχεία. Δεδομένου ότι οι αστροφυσικοί αποκαλούν «μέταλλα» όλα εκτός από τα ελαφρύτερα στοιχεία, ο Χόπκινς ονόμασε την εργασία του «Μερικά αστέρια είναι εντελώς μέταλλο». Αν έχει δίκιο, τότε υπάρχουν μερικά παράξενα αστέρια που περιμένουν να ανακαλυφθούν εκεί έξω.
Ο Amos Zeeberg είναι Ψηφιακός επεξεργαστής Nautilus.
