Misterio interestelar resuelto con simulaciones de superordenador

El misterio de por qué se forman las estrellas ha sido resuelto, gracias a las simulaciones de galaxias en superordenadores más realistas conseguidas hasta ahora.

El astrofísico teórico Philip Hopkins, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) dirigó la investigación que encontró que la actividad estelar --como explosiones de supernovas o incluso la propia luz de las estrellas-- juega un gran papel en la formación de las estrellas y el crecimiento de las galaxias.
"La retroalimentación de las estrellas, los efectos colectivos de las supernovas, la radiación, el calentamiento, empujando en el gas, y los vientos estelares pueden regular el crecimiento de las galaxias y explicar por qué las galaxias han convertido en estrellas tan poco gas del que tienen disponible", dijo Hopkins.
Simulaciones de galaxias fueron probadas en el superordenador Estampida del Texas Advanced Computing Center (TACC). Los resultados iniciales de septiembre han sido publicados en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
El misterio comienza en el espacio interestelar, el vasto espacio entre el espacio. Allí habitan nubes enormes de moléculas, hidrógeno principalmente, con la masa de miles o incluso millones de Soles. Estas nubes de gas molecular se condensan y dan a luz a las estrellas.
Lo que está desconcertado a los astrofísicos desde la década de 1970 en sus observaciones es que es sólo una pequeña fracción de la materia en estas nubes se convierte en estrellas. Los mejores simulaciones por ordenador, sin embargo, pronosticaban que casi toda la materia de una nube se enfriaría para convertirse en una estrella.
"Eso es realmente lo que estamos tratando de averiguar, observando, por primera vez, en la física real lo que conocemos que las estrellas hacen con el gas alrededor de ellas", dijo Hopkins.
MODELO FIRE
Una colaboración de Caltech, Universidad de Berkeley, Universidad de California en San Diego, California en Irvine, Noroeste, y la Universidad de Toronto, produjo un modelo de galaxia para superordenador llamado FIRE (Feedback in Realistic Environments). Centró la potencia de cálculo en pequeñas escalas de sólo unos pocos años luz de diámetro.
"Empezamos por simular sólo estrellas individuales en pequeños parches de la galaxia, donde seguimos cada explosión individual," explica Hopkins. "Eso te permite construir un modelo que se puede poner en una simulación de una galaxia entera. Y entonces puedes construir en simulaciones un trozo del Universo a la vez."
El realismo conseguido por las simulaciones de galaxias FIRE sorprendió a Hopkins. Trabajos anteriores con modelos sub-cuadrícula de cómo las supernovas explotan y cómo interactúan con la radiación gas necesitaron ajuste manual del modelo después de cada prueba.
"Mi momento asombroso real" diojo Hopkins "fue cuando pusimos la Física donde pensamos que estaba ausente en los modelos anteriores. Hicimos la prueba y realmente parecía como una galaxia real. Sólo había un pequeño porcentaje de material convertido en estrellas".



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