Formarea stelelor este primul pas pe drumul cosmologic către viața pe care o cunoaștem, dar înțelegerea procesului de formare a stelelor este incredibil de dificilă. Procesul durează milioane de ani, astfel încât nu putem învăța prea multe din cercetarea cerului, iar simularea acestuia necesită replici extrem de complexe. Aici intervine STARFORGE. Această nouă simulare este de 100 de ori mai mare decât modelele anterioare de formare a stelelor și este suficient de precisă pentru a ajuta oamenii de știință să înțeleagă nuanțele nașterii și distribuției stelelor.
STARFORGE, acronimul de la „STAR FORmation in Gaseous Environments”, provine de la un grup de oameni de știință de la instituții precum Caltech, Northwestern și Universitatea din Toronto. Scopul proiectului a fost acela de a crea un model mai puternic de formare a stelelor, care ar putea fi folosit pentru a răspunde la întrebări specifice despre acest proces. De exemplu, de ce ajung stelele să aibă masa pe care o au? Și, de ce se formează stelele în roiuri și cum se asamblează aceste roiuri?
Modelele anterioare nu au fost suficient de capabile să ofere o perspectivă asupra acestor investigații. Cu toate acestea, STARFORGE poate modela formarea stelelor, evoluția și dinamica solară, ținând cont în același timp de modul în care radiația stelei, vântul solar și chiar supernovele din apropiere ar putea afecta mediul înconjurător. Unele simulări mai vechi puteau modela o parte a unui nor de gaz în timp ce încorporau un tip de feedback stelar, dar STARFORGE poate descrie cu precizie un întreg nor de gaz cu toți acești factori simultan. Acest proces este explicat în două lucrări, dintre care una se concentrează pe efectul jeturilor (sau „fluxuri protostelare”) a fost publicată de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society în februarie 2021. Celălalt, care se referă la STARFORGE în general, tocmai a fost acceptat pentru publicare în aceeași revistă.
Echipa a construit STARFORGE cu ajutorul unui cod de simulare bazat pe fizică, cunoscut sub numele de Gizmo. Această platformă puternică le-a permis cercetătorilor să atingă o rezoluție spațială de doar 10 UA – o UA (unitate astronomică) reprezintă distanța dintre Pământ și Soare. În mod evident, acest lucru ar fi prea rudimentar pentru a modela ceva la scară planetară, dar este perfect pentru simularea evoluției stelelor.
Acest model cuprinzător nu va funcționa pe orice calculator – simulările STARFORGE pot dura până la trei luni pentru a fi rulate pe unul dintre cele mai puternice supercomputere din lume, în cadrul Texas Advanced Computing Center. Puteți vedea câteva exemple de simulări în videoclipurile de mai sus. Pe lângă faptul că sunt cele mai exacte facsimile de nori de praf protostelar din lume, acestea sunt și uimitoare. Deja, STARFORGE a arătat importanța jeturilor. Fără jeturi, STARFORGE produce stele care sunt de zece ori mai mari. Jeturile par să perturbe fluxul de gaz spre stea, ceea ce ar putea fi un factor important în formarea reală a stelelor. Mai sunt încă multe de învățat despre formarea stelelor, iar STARFORGE ar putea deveni unul dintre instrumentele principale pe care oamenii de știință le folosesc pentru a răspunde la aceste întrebări.