点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:模拟恒星诞生:这次最逼真!
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

模拟恒星诞生:这次最逼真!

来源:《中国科学报》2021-05-28 10:07

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  近日,天体物理学家开发了迄今为止最真实、分辨率最高的恒星形成3D模型。他们的成果是一个非常美丽的、由数学驱动的视觉工具,当恒星在周围出现时,观察者仿佛置身于五颜六色的气体云中。相关研究结果发表于《皇家天文学会月刊》。

  这个名为STARFORGE(气态环境中的恒星形成)的模型首次以全彩高分辨率模拟了整个气体云(恒星诞生的地方),同时也考虑了喷流、辐射、风和附近的超新星活动。STARFORGE把它们放在一起来模拟这些不同的过程是如何相互作用影响恒星形成的。

  “人们模拟恒星形成已经有几十年了,但STARFORGE是技术上的一次巨大飞跃。”该研究领导者之一、西北大学Michael Grudi表示,其他模型只能模拟形成恒星的云团的一小块,而不是高分辨率的整个云团。

  利用这个美丽的虚拟实验室,研究人员的目标是探索以下问题:为什么恒星形成缓慢而低效,是什么决定了恒星的质量,以及为什么恒星倾向于形成星团。

  该研究资深作者、美国西北大学Claude-Andr Faucher-Gigure说,恒星的形成是天体物理学领域的核心问题。“这是一个非常具有挑战性的问题,因为涉及到的物理过程范围很大。这种新的模型将帮助我们直接解决以前无法明确回答的基本问题。”

  Grudi说:“恒星是在尘埃云中形成的,所以它们大多不容易被观测到。”对于天体物理学家来说,要想看到完整、动态的恒星形成过程,必须依靠模拟,而STARFORGE提供了有史以来最详细的视图。

  为了开发STARFORGE,该团队整合了多种物理现象,包括气体动力学、磁场、重力、加热和冷却以及恒星反馈过程。有时要花整整3个月来运行一次模拟,而这个模型需要世界上最大的超级计算机才能运行。

  模拟结果显示,大量的气体(其质量是太阳的几千万倍)飘浮在星系中。随着气体云的演变,它会形成一些结构,这些结构会坍塌并分裂成碎片,并最终形成单独的恒星。

  在第一次漫长的模拟运行完成后,STARFORGE帮助团队发现了一个关于恒星形成方式的重要新见解。当研究人员在没有考虑喷流的情况下进行模拟时,这些恒星最终变为超大质量恒星,其质量是太阳的10倍。而在模拟中加入喷流后,恒星的质量变得更加真实——不到太阳质量的一半。

  “喷流扰乱了流向恒星的气体。” Grudi说,“它把原本留在恒星内增加其质量的气体吹走。通过模拟系统,我们对相关原理有了深刻的理解。”

  除了解恒星外,研究人员相信STARFORGE可以帮助科学家更多地了解宇宙甚至我们自己。

  Grudi认为,通过了解星系的形成,我们可以更多地了解宇宙的组成,理解我们来自哪里,以及我们在宇宙中的位置。

  Faucher-Gigure表示:“恒星的质量可以告诉我们它的亮度,以及恒星内部发生的核反应类型。有了这些,我们就可以了解更多合成恒星的元素,如碳元素和氧元素,这些元素也是构成我们人体的元素。”(辛雨)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平同俄罗斯总统普京共同会见记者

独家策划

推荐阅读
2026年亚太经合组织(APEC)贸易部长会议将于5月22日至23日在江苏省苏州市举办。苏州高新区镇湖绣娘姚琴华、岳琰创作的苏绣作品《朱荷图》《太湖一梦入姑苏》也一同展出。一根丝,在绣娘手中可以绣出江南山水;在现代工厂里,也可以进入高端面料、工业材料、绿色纤维和全球供应链。
2026-05-21 09:35
残障群体对无障碍环境建设最为敏感、利益最为攸关,但其话语权也相对较弱。不断完善相关法律体系,以充分保障残障群体在无障碍环境建设中各项权利。
2026-05-21 09:33
光,是宇宙中最神秘而又最常见的存在。从彩虹与翅膀的启示,到光子晶体与超材料的设计,人类在光学材料上的探索不断深化,实现了从“理解自然之光”向“设计与驾驭光”的飞跃。
2026-05-21 09:31
全球气候变化加剧,干旱灾害频发,正威胁世界粮食安全。
2026-05-21 09:30
2026年5月21日至23日,中国科学技术馆在河南省科学技术馆举办“全国科学家故事馆校众创展演活动”。
2026-05-21 09:27
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
加载更多