superwinds ทางช้างเผือก – ก๊าซที่ไหลออกจำนวนมากที่เกิดจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาและลมดาว – เชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดกับขั้นตอนการพัฒนาและวิวัฒนาการแรกสุดของกาแลคซี รวมถึงลักษณะต่างๆ เช่น ขนาด รูปร่าง และจำนวนดาวที่จะเรียกมันว่าบ้านในท้ายที่สุด
30 สิงหาคม 2565 มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ
กาแล็กซีเกิดเมื่อกลุ่มฝุ่นและก๊าซขนาดมหึมายุบตัวลงและเริ่มหมุน เมื่อพวกมันวิวัฒนาการ ดวงดาวก็เริ่มก่อตัวขึ้น
แต่ในขณะที่นักวิจัยมักจะสังเกตลมเหล่านี้ ไม่ค่อยมีใครเข้าใจเกี่ยวกับกลไกที่ขับเคลื่อนลมเหล่านี้ นักดาราศาสตร์คาดการณ์มานานแล้วว่าลมของกาแลคซีอาจถูกขับเคลื่อนโดยวงแหวนที่สร้างดาวนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นบริเวณในอวกาศที่ก่อตัวขึ้นซึ่งมีดาวจำนวนมาก ทว่าในบทความฉบับใหม่ที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Lettersนัก วิจัยสามารถสร้างแบบ จำลอง สามมิติ ที่ทำนายลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่สังเกตได้ของ superwinds เหล่านี้โดยเฉพาะ
ดัสติ น เหงียนหัวหน้าผู้เขียนรายงานฉบับนี้และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา สาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอกล่าวว่า งานของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าสมมติฐานทางเรขาคณิตที่อยู่เบื้องหลังตำแหน่งที่ดาวปล่อยพลังงานมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของดาราจักร การวิจัยของพวกเขาพบว่าวงแหวนแฉกแทนที่จะเป็นทรงกลมทำให้เกิดการไหลออกคล้ายกับสิ่งที่สังเกตได้ในธรรมชาติ
“แกนกำเนิดดาวของดาราจักรนั้นสังเกตได้ว่าไม่เป็นทรงกลม ดังนั้นเราจึงควรจำลองพวกมันตามนั้น” เหงียนกล่าว
ก่อนหน้านี้ยังเคยคิดว่าหลุมดำมีส่วนสำคัญต่อการเกิดขึ้นของฟองอากาศเอกซเรย์ขนาดยักษ์ เนื่องจากหลักฐานแสดงให้เห็นว่ามีอยู่ด้านบนและด้านล่างดิสก์ของทางช้างเผือก ผลการศึกษาของนักวิจัยเน้นว่าวงแหวนที่สร้างดาวนิวเคลียร์สามารถสร้างโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันในเชิงคุณภาพได้ นี่อาจมีความสำคัญเนื่องจากทางช้างเผือกยังมีโครงสร้างคล้ายวงแหวนที่เรียกว่า Central Molecular Zone
การจำลองถูกสร้างขึ้นโดยใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นจากโปรแกรมที่เรียกว่า Chollaซึ่งเป็นรหัสคอมพิวเตอร์โอเพนซอร์ซที่รันบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกบางเครื่อง รวมถึง Ohio Supercomputerที่พวกเขาสร้างแบบจำลอง
“เมื่อสามสิบปีที่แล้ว คอมพิวเตอร์ประเภทนี้จะเป็นไปไม่ได้ แต่เราไม่ได้ถูกจำกัดด้วยเทคโนโลยีอีกต่อไป” เหงียนกล่าว “ตอนนี้ เราสามารถศึกษาโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยทำการทดลองเชิงตัวเลขที่มีความละเอียดสูงโดยใช้โค้ดที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับการคำนวณแบบคู่ขนาน”
ในขณะที่การค้นพบของพวกเขาอาจมีนัยยะยาวนานสำหรับดาราศาสตร์เอ็กซ์เรย์ ซึ่งเป็นสาขาของวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุท้องฟ้าโดยการตรวจจับรังสีเอกซ์ในระดับสูงที่พวกมันปล่อยออกมา – เหงียนอธิบายว่าแบบจำลองของเขานั้นง่ายต่อการออกแบบมากกว่าแบบจำลองที่มีอยู่ก่อนแล้ว . เมื่อออกแบบพารามิเตอร์ของการจำลอง เหงียนเลือกที่จะเพิกเฉยต่อฟิสิกส์เพิ่มเติมของแรง เช่น แรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก แต่ก็ยังสามารถสร้างแบบจำลองว่าลมกาแล็กซี่ทำงานอย่างไร
ในอนาคต เหงียนวางแผนที่จะสร้างแบบจำลองขึ้นใหม่อีกครั้ง แต่ด้วยตัวแปรที่คำนึงถึงฟิสิกส์ที่ซับซ้อนมากขึ้น
“มันบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของงานของเราว่าแบบจำลองนี้สร้างคุณลักษณะสำคัญๆ มากมายในลมกาแลกติก” เหงียนกล่าว “แต่ขั้นตอนต่อไปคือการเพิ่มฟิสิกส์เพิ่มเติมเหล่านั้นเข้าไปและดูว่ามีอะไรเปลี่ยนแปลงบ้าง”
ผู้ร่วมวิจัยอีกคนคือ Todd Thompsonศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่รัฐโอไฮโอ งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ Evan E. Schneider ช่วยด้วยการจำลอง Cholla
