Lielā migrācija
Publicēts: 18.09.2008
Nākamreiz, kad maisīsiet zupu, kurā peld dilles, pētersīļi un burkānu šķēlītes, atcerieties Piena Ceļa galaktiku. Pavērojiet kā gabaliņi maina savu atrašanās vietu un atcerieties Saules sistēmu. Šajā praktiskajā nodarbē jūs varat saskatīt līdzību ar galaktikas veidošanās un zvaigžņu migrācijas procesiem.
Ilgu laiku astronomu vidū valdīja uzskats, ka zvaigznes galaktikās ir atrodamas tajās vietās, kur tās reiz izveidojušās. Daži astrofiziķi ir apšaubījuši šo tēzi. Jaunākās simulācijas liecina, ka Saulei līdzīgās zvaigznes, kuras radušās Piena Ceļam līdzīgā galaktikā, sava mūža laikā pārvietojas.
Ja jaunais pieņēmums izrādītos pareizs un Saule patiesi būtu nostaigājusi milzīgu ceļa gabalu kopš savas dzimšanas pirms 4 miljardiem gadu, nāktos pārskatīt priekšstatus par tā saucamajām dzīvībai labvēlīgajām galaktikas zonām.
"Mūsu uzskats par šīm apdzīvojamajām zonām pamatojas pieņēmumā, ka dzīvībai svarīgie ķīmiskie elementi ir sastopami galaktikas diska atsevišķās zonās, bet ne izkaisīti pa visu disku," skaidroja Vašingtonas universitātes doktorantūras students Roks Roškārs. "Ja zvaigznes migrē, šis pieņēmums nav pareizs."
Roškāra pētījuma rezultāti ir publicēti 10. septembra Astrophysical Journal Letters izdevumā. Darba līdzautori ir Tomass Kvinns, Viktors Debatista un Gregorijs Stinsons. Pētījumu finansēja ASV Nacionālais zinātnes fonds.
Pētījums tika veikts, izmantojot Vašingtonas universitātes datoru klāsteri un Teksasas universitātes superdatoru. Kopējais datorsimulācijas laiks bija 100 000 stundas. Modelī tika attēlota galaktikas diska veidošanās un attīstība no matērijas sabiezējuma, kas radies aptuveni 4 miljardus gadus pēc Lielā sprādziena.
Simulācijas attēlotais process aizsākas aptuveni 9 miljardus gadu senā pagātnē, kad matērija ir sabiezējusi, bet diska veidošanās vēl nav sākusies. Tika iestādīti sākotnēji parametri, kāda tobrīd varētu izskatīties Piena Ceļa galaktika. Tālāk tai ļāva attīstīties pašai, bez iejaukšanās no malas.
Agrāk zinātnieki uzskatīja, ka gadījumā, ja zvaigzne riņķo ap galaktikas centru un to pārtver kāds no spirāles zariem, tās orbīta kļūst ekscentriska un haotiska. Datormodelis parādīja, ka dažu zvaigžņu orbītas kļūst lielākas vai mazākas, bet tās saglabā riņķveida formu arī pēc sadursmes ar zaru. Saules orbīta ir gandrīz vai riņķveida. Šis fakts liek domāt, ka tobrīd, kad tā veidojās pirms 4,59 miljardiem gadu, tā atradās tuvāk galaktikas centram, nevis pusceļā uz ārējo malu, kur tā atrodas patlaban.
Zvaigžņu migrācija izskaidro arī Saules tuvumā esošo zvaigžņu dažādo ķīmisko sastāvu, kuram vajadzētu būt vienādākam, ja zvaigznes būtu veidojušās un palikušas vienā un tajā pašā vietā. Ņemot vērā, ka zvaigznes šeit ir saradušās no dažādām vietām, Saules apkārtne paliek daudz interesantāka.
"Mūsu modeļgalaktika ir ļoti idealizēta, bet mēs uzskatām, ka tā parāda Piena Ceļa galaktikai līdzīgu galaktiku evolūcijas procesus," teica Roškārs. "Piena Ceļu ir ļoti grūti pētīt, jo mēs atrodamies tajā iekšā un neredzam to kopumā. Mēs nevaram pārliecināties, ka Saule tiešām ir pārvietojusies."
Jaunākie teleskopiskie novērojumi liecina, ka šāda tipa migrācija ir sastopama arī citās galaktikās.
Roškārs piebilda, ka viņi nav šīs idejas pirmautori. Tomēr triju astrofiziķu grupa ir pirmie, kuri nodemonstrējuši šādas migrācijas efektus. Zinātnieki turpinās modelēšanas darbus, pamainot sākotnējos parametrus, lai pārbaudītu, vai zvaigznes turpina migrēt, ja mainās galaktikas diska parametri.
Simulācijas video (.MPG; 50,7 MB)
University of Washington
Komentāri
antons tieši 18.09.2008 domāja šādi:
.......Kopējais datorsimulācijas laiks bija 100 000 stundas......
No stundu skaita nepalielinās modeļa ticamība. Ja izejas stāvoklis ir LS, tad vis modelis ir matemātiska muļķība, kas apstrādāta 100 000 stundas.
Redaktors tieši 18.09.2008 domāja šādi:
Izejas stāvoklis nebija Lielais sprādziens, bet gan "Simulācijas attēlotais process aizsākas aptuveni 9 miljardus gadu senā pagātnē, kad matērija ir sabiezējusi, bet diska veidošanās vēl nav sākusies. Tika iestādīti sākotnēji parametri, kāda tobrīd varētu izskatīties Piena Ceļa galaktika. Tālāk tai ļāva attīstīties pašai, bez iejaukšanās no malas."
Domāju, ka šajā gadījumā stundu daudzums palīdz nevis izvērtēt modeļa ticamību, bet saprast, ka darbs ir visai pamatīgs. Simulācija tādā mērogā pati par sevi aizņem ilgu laiku un milzīgus datoru resursus.
Ticamību noteikti rādīs laiks, lai gan zvaigžņu migrācijas fakts pats par sevi neliekas pārmēru apšaubāms process, bet gan visai iespējams.