Исследователи из Технологического университета Чалмерса успешно провели симуляцию процесса поглощения материи молодыми звёздами — так называемой аккреции. Учёные создали модели четырёх звёзд с массой, равной солнечной, но с различными магнитными полями, чтобы изучить влияние магнетизма на их развитие.

«Это одни из первых симуляций высокого разрешения, где мы исследуем среднюю стадию эволюции протозвезды, когда формируется большая часть её массы. Ранее этот период не изучался столь детально. Наши четыре симуляции охватывают по два месяца жизни каждой протозвёзды, а их выполнение потребовало около 2 миллионов процессорных часов», — рассказывает Брандт Гачес, астроном университета Чалмерса.

Источник: Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451842

Учёные смоделировали протозвёзды с магнитными полями от 10 Гаусс (примерно как у Солнца) до 2000 Гаусс. В случае слабого магнитного поля (10 Гаусс) газ свободно перетекал из окружающего диска прямо на поверхность протозвезды, при этом значительное количество материи выбрасывалось из полюсов.

При сильном магнитном поле (2000 Гаусс) картина кардинально менялась — поле фактически отсекало диск, препятствуя прямому потоку газа. Вместо этого материя двигалась строго вдоль линий магнитного поля, соединяющих диск с протозвездой, создавая более упорядоченный поток без потерь вещества на полюсах.

«В случае с полем 10 Гаусс скорость аккреции сильно варьировалась, колеблясь в пределах десятикратных значений в течение часов. Это происходило из-за хаотичного выпадения материи», — поясняет Гачес.

При увеличении магнитного поля до 500 и 1000 Гаусс потоки газа становились более стабильными. Однако при 2000 Гаусс снова появлялась вариативность, но уже другого характера — материя в основном упорядоченно двигалась вдоль силовых линий к полюсам звезды, периодически создавая неожиданные всплески аккреции из-за прорыва накопившегося газа через магнитный барьер.

«Эти симуляции мотивируют на дальнейшие наблюдения магнитных полей в протозвёздах и могут существенно помочь в интерпретации подобных наблюдений процесса аккреции», — отмечает исследователь.

Каждая модель содержит около 3000 отдельных изображений за период в 60 дней, что обеспечивает высокое временное и пространственное разрешение. В будущем учёные планируют расширить исследования для более широкого изучения физики звёздообразования.