Vom galaktischen Springbrunnen zum Einzelstern
In Galaxien wie unserer Milchstraße, verursachen massereiche Sterne signifikante Winde, die aus der Scheibe der Galaxie wehen. Einige dieser Sterne können explodieren und senden den größten Teil ihrer an Metallen reichhaltigen Materie aus der Scheibe der Galaxie hinaus. Dieses heiße, mit Metallen angereicherte Gas fliegt herum und kühlt ab bevor es sich in die Galaxie ergießt. Astrophysiker nennen dieses Phänomen Galactic Fountain, galaktischer Springbrunnen. Es ist äußerst schwierig, eine solche massive Struktur unter Berücksichtigung der Teilstrukturen wie Spiralarme, Sternentstehungsgaswolken und Supernova-Explosionen, zu simulieren, Doch Wissenschaftler, die an dem durch die EU-finanzierten Projekt SFTISM (Star formation in the turbulent interstellar medium) arbeiten, erreicht dies durch den Einsatz einer fortschrittlichen Rechentechnik. Die Wissenschaftler verwendeten ein Verfahren, das als adaptive Netzverfeinerung bekannt ist, die Rechenressourcen auf die Regionen von Interesse konzentriert. Der Fluss des galaktische Springbrunnens wurde auf der untersten Auflösungsebene angenähert, während Bereiche mit scheinbarer Sternentstehung in einer höheren Auflösung beschrieben wurden. Ein Zahlencode wurde entwickelt, um mehrere Prozessoren von High-End-Rechnersystemen zu nutzen. Es wurden groß angelegte Simulationen der galaktischen Springbrunnen im Rahmen des Programms Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE) und des High-End-Rechnerprogramms der National Aeronautics and Space Administration (NASA) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Überschallturbulenz, die von Supernovae und verschiedenen anderen Quellen stammt, zur Entstehung junger Sterne führt. In einer Reihe von wissenschaftlichen Arbeiten verglichen die SFTISM-Wissenschaftler Simulationen von großen Proben von Molekülwolken, die zur Sternentstehung beitragen, mit den Beobachtungen. Die Untersuchung der gasförmigen Halos von Galaxien war wichtig, um die verschiedenen Prozesse, mit denen sich Gase - das Rohmaterial des Universums - in Sterne umwandeln, und den Massenzuwachs auf Protosternen zu verstehen. Die SFTISM-Ergebnisse liefern einen beispiellosen Blick auf die physikalischen Prozesse, die zur Gestaltung des galaktischen Ökosystems beitragen.
Schlüsselbegriffe
Galactic Fountain, galaktischer Springbrunnen, Milchstraße, Sternentstehung, interstellares Medium, High-End-Computing
