Computersimulaties laten astrofysici zien hoe enorme klompen gas in sterrenstelsels sommige sterren uit hun banen verstrooien. uiteindelijk het creëren van de gladde, exponentiële vervaging van de helderheid van veel melkwegschijven.

Onderzoekers van de Iowa State University, de University of Wisconsin-Madison en IBM Research hebben geavanceerde studies waarmee ze bijna 10 jaar geleden begonnen. Ze richtten zich oorspronkelijk op hoe enorme klonten in jonge sterrenstelsels de banen van sterren beïnvloeden en sterrenstelsels creëren met heldere centra die vervagen naar donkere randen.

(Zoals Curtis trof, een professor in de natuurkunde en astronomie in de staat Iowa, schreef in een onderzoekssamenvatting uit 2013:"In melkwegschijven, de littekens van een ruige jeugd, en jeugdpuistjes, allemaal gladstrijken met de tijd.")

Nutsvoorzieningen, de groep is co-auteur van een nieuw artikel waarin staat dat hun ideeën over de vorming van exponentiële schijven van toepassing zijn op meer dan jonge sterrenstelsels. Het is ook een proces dat robuust en universeel is in allerlei soorten sterrenstelsels. De exponentiële schijven, ten slotte, komen veel voor in spiraalstelsels, dwerg elliptische sterrenstelsels en sommige onregelmatige sterrenstelsels.

Hoe kunnen astrofysici dat verklaren?

Door realistische modellen te gebruiken om sterverstrooiing in sterrenstelsels te volgen, "We hebben het gevoel dat we een veel dieper begrip hebben van de fysieke processen die dit bijna 50 jaar oude kernprobleem oplossen, ' zei Struck.

Zwaartekrachtimpulsen van massieve klonten veranderen de banen van sterren, vonden de onderzoekers. Als resultaat, de algemene sterverdeling van de schijf verandert, en het exponentiële helderheidsprofiel is een weerspiegeling van die nieuwe sterrendistributie.

De bevindingen van de astrofysici worden gerapporteerd in een paper die zojuist online is gepubliceerd door de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society . Co-auteurs zijn getroffen; Jian Wu, een doctoraalstudent natuurkunde en astronomie in de staat Iowa; Elena D'Onghia, een universitair hoofddocent astronomie in Wisconsin; en Bruce Elmegreen, een onderzoekswetenschapper bij IBM's Thomas J. Watson Research Center in Yorktown Heights, New York.

Sterren zijn verspreid, schijven zijn gladgestreken

De nieuwste computermodellering - geleid door Wu - is een sluitstuk van jaren van modelverbeteringen, zei Geslagen. Eerdere modellen behandelden de zwaartekrachten van melkwegcomponenten meer bij benadering, en onderzoekers bestudeerden minder gevallen.

De nieuwste modellen laten zien hoe sterrenhopen en klompen interstellaire gassen in sterrenstelsels de banen van nabije sterren kunnen veranderen. Sommige sterverstrooiingsgebeurtenissen veranderen de sterbanen aanzienlijk, zelfs enkele sterren in lussen rond massieve klonten vangen voordat ze kunnen ontsnappen naar de algemene stroom van een melkwegschijf. Veel andere verstrooiingsgebeurtenissen zijn minder krachtig, met minder verspreide sterren en banen die meer cirkelvormig blijven.

"De aard van de verstrooiing is veel complexer dan we eerder begrepen, "Struck zei. "Ondanks al deze complexiteit op kleine schaal, het middelt nog steeds uit naar de vlotte lichtverdeling op grote schaal."

De modellen zeggen ook iets over de tijd die nodig is om deze exponentiële melkwegschijven te vormen, volgens het artikel van de onderzoekers. De soorten klonten en initiële dichtheden van de schijven beïnvloeden de snelheid van de evolutie, maar niet de uiteindelijke zachtheid in helderheid.

Snelheid is in dit geval een relatief begrip omdat de tijdschalen voor deze processen miljarden jaren bedragen.

In al die jaren, en zelfs met modelstelsels waar sterren aanvankelijk op verschillende manieren zijn verdeeld, Wu zei dat de modellen de alomtegenwoordigheid van het proces van sterverstrooiing tot exponentiële fall-off laten zien.

"Stellaire verstrooiing is heel algemeen en universeel, " zei hij. "Het werkt om de vorming van exponentiële schijven in zoveel gevallen te verklaren."