- Стовпи Творіння, довгі струмені газу і пилу, знаходяться в туманості Орел, області у космічному просторі, де народжуються нові зірки. Стовпи піддаються впливу ультрафіолетового випромінювання від близьких масивних зірок, яке іонізує і руйнує осередки більш щільної матерії.
Однак Стовпи Творіння не розсіюються, а продовжують існувати мільйони років. Як це можливо?
Вчені з Китаю і США спробували відповісти на це питання за допомогою комп'ютерного моделювання, враховуючи роль магнітних полів у динаміці Стовпів Творіння. Вони використали двовимірні та тривимірні рівняння квантової гідродинаміки, що описують поведінку заряджених частинок під дією електричних і магнітних полів.
Науковці виявили, що магнітні поля можуть істотно змінювати гідродинаміку плазми, якщо магнітний тиск можна порівняти з тиском від іонізації. У цьому випадку магнітні поля стискаються і посилюються, створюючи опору для стовпів проти радіального стиснення від навколишньої гарячої плазми.
Цей ефект особливо помітний для паралельної складової магнітного поля, що узгоджується зі спостережними даними. Водночас сильне перпендикулярне магнітне поле пригнічує розширення відірваного газу, перешкоджаючи утворенню стовпоподібних структур.
Тривимірне моделювання також показало, що якщо напрямок магнітного поля не збігається з напрямком поширення ударної хвилі, то може утворитися асиметричний стовп, схожий на один зі Стовпів Творіння.
Астрономи запропонували експериментальну схему для перевірки своїх результатів у лабораторії. Вони пропонують використовувати лазерний імпульс для створення тривалого джерела рентгенівського випромінювання, яке імітуватиме ультрафіолетове випромінювання від зірок.
Потім цим випромінюванням будуть опромінювати низькощільний пористий матеріал із вкладеними щільними кульками, який змоделює газ і пил в туманості Орел. Залежно від матеріалу і магнітного поля, вчені очікують побачити різні сценарії формування стовпів.
Дослідження може допомогти зрозуміти механізм утворення і підтримки Стовпів Творіння, а також інших аналогічних об'єктів у космосі.
Довідка:
Стовпи Творіння - це три основні стовпи, що складаються переважно з газу і пилу. Вони мають довжину від 2 до 4 світлових років і ширину близько 1 світлового року. Астрономічний об’єкт утворився внаслідок дії ультрафіолетового випромінювання від зірок на хмару газу і пилу.
В центрі “стовпів” знаходяться щільні грудки матерії, які чинять опір тиску потоку і залишаються на своїх місцях. Ці грудки захищають частину хмари від випромінювання, формуючи стовпоподібні структури.
На цей час існує кілька моделей, які намагаються пояснити, як утворюються Стовпи Творіння.
- Одна з них - модель нестійкості, яка передбачає, що на поверхні хмари виникають коливання через різницю густини або випромінювання. Такі коливання призводять до зростання Релея-Тейлора нестійкості, коли важкий газ проникає крізь легкий газ, формуючи цівки або шипи. Модель аналогічна процесу стиснення палива в інерційному термоядерному синтезі.
- Інший сценарій діє за логікою кометної моделі, яка передбачає, що Стовпи Творіння - це окремі щільні грудки матерії, що виштовхуються потоком газу від випромінювання. Тобто створює кометоподібну структуру з хвостом.
- Третя модель - модель екранування, яка передбачає, що всередині хмари є щільні грудки матерії, які не піддаються тиску потоку. Вони залишаються на своїх місцях, тоді як інша частина хмари відсувається потоком, формуючи стовпи.
Усі три моделі мають свої переваги та недоліки, і можуть бути застосовні до різних ситуацій.
