Od fontann galaktycznych po pojedyncze gwiazdy
W galaktykach, jak nasza Droga Mleczna, ogromne gwiazdy produkują potężne wiatry, które wieją z dysku galaktycznego. Niektóre z tych gwiazd eksplodują, a większa część ich bogatej w metale materii wyrzucana jest poza dysk galaktyczny. Ten gorący, wzbogacony w metale gaz wiruje wokół, a gdy jego temperatura spada, zalewa galaktykę. Zjawisko to nazywane jest przez astrofizyków fontanną galaktyczną. Symulacja tak potężnej struktury jest bardzo trudna, zważywszy że trzeba uwzględnić podstruktury, takie jak ramiona spiralne, tworzące gwiazdy chmury gazowe i wybuchy supernowych. Jednak naukowcom biorącym udział w finansowanym przez UE projekcie SFTISM (Star formation in the turbulent interstellar medium) udało się to osiągnąć dzięki użyciu zaawansowanej techniki obliczeniowej. Metoda, którą wykorzystali badacze, znana jest jako adaptacyjne siatki numeryczne, a skupia się na zasobach obliczeniowych dotyczących regionów zainteresowania. Przepływ fontanny galaktycznej podano w przybliżeniu na najniższym poziomie rozdzielczości, natomiast obszary, w których widoczne jest powstawanie gwiazd, opisano w wyższej rozdzielczości. Opracowano kod numeryczny, by wykorzystać procesory zaawansowanych systemów obliczeniowych. Wielkoskalowe symulacje fontanny galaktycznej przeprowadzono w ramach programu partnerstwa na rzecz zaawansowanych technologii obliczeniowych w Europie (PRACE) oraz zaawansowanego programu obliczeniowego NASA. Wyniki ujawniły, że naddźwiękowa turbulencja, która pochodzi od supernowych i różnych innych źródeł, prowadzi do pojawiania się nowych gwiazd. Badacze z projektu SFTISM w licznych publikacjach naukowych porównywali symulacje dużych próbek chmur molekularnych tworzących gwiazdy z obserwacjami. Badanie gazowych halo galaktyk było ważnym czynnikiem, który pozwolił naukowcom zrozumieć różne procesy przekształcania gazu — surowca wszechświata — w gwiazdy i akrecję masy na protogwiazdach. Wyniki projektu SFTISM ukazują bezprecedensowe spojrzenie na procesy fizyczne, które przyczyniają się do kształtowania ekosystemów galaktycznych.
Słowa kluczowe
Fontanna galaktyczna, Droga Mleczna, powstawanie gwiazd, ośrodek międzygwiazdowy, wyspecjalizowane badania obliczeniowe
