Nas nuvens de poeira interestelares, a turbulência deve primeiro se dissipar antes de uma estrela pode se formar através da gravidade. Uma equipe de pesquisa alemã-francesa descobriu agora que a energia cinética da turbulência vem descansar em um espaço que é muito pequeno em escamas cósmicas, variando de um a vários anos-luz em extensão.
O grupo também chegou a novos resultados no método matemático: anteriormente, a estrutura turbulenta do meio interestelar foi descrita como auto-semelhante ou fractal. Os pesquisadores descobriram que não é suficiente descrever a estrutura matematicamente como um fractal único, uma estrutura auto-similar como conhecida do conjunto de Mandelbrot. Em vez disso, eles adicionaram vários fractais diferentes, chamados multifrátral. Os novos métodos podem, assim, ser usados para resolver e representar mudanças estruturais nas imagens astronômicas em detalhes. Aplicações em outros campos científicos, como a pesquisa atmosférica também é possível.
O Programa Alemão-Francês Gênesis (geração de estruturas no meio interestelar) é uma cooperação entre o Instituto da Universidade do Colónia de Astrofísica, Laboratório da Universidade de Bordéus e Geostat / Inria Institute Bordeaux. Em uma publicação de destaque da revista Astronomia e Astrofísica, a equipe de pesquisa apresenta os novos métodos matemáticos para caracterizar a turbulência usando o exemplo da nuvem molecular musca na constelação de Musca.
Estrelas formam em enormes nuvens interestelar compostas principalmente de hidrogênio molecular – o reservatório de energia de todas as estrelas. Este material tem uma baixa densidade, apenas alguns milhares de várias dezenas de milhares de partículas por centímetro cúbico, mas uma estrutura muito complexa com condensações na forma de “filamentos” e “filamentos”, e eventualmente “núcleos” de que estrelas forma por colapso gravitacional do assunto.
A estrutura espacial do gás dentro e nas nuvens é determinada por muitos processos físicos, uma das mais importantes da turbulência interestelar. Isso surge quando a energia é transferida de grandes escalas, como ondas de densidade galáctica ou explosões de supernova, para escalas menores. A turbulência é conhecida dos fluxos em que um líquido ou gás é “agitado”, mas também pode formar vórtices e exibir novos períodos de comportamento caótico, chamado intermitência. No entanto, para uma estrela formar, o gás deve descansar, isto é, a energia cinética deve se dissipar. Depois disso, a gravidade pode exercer força suficiente para puxar as nuvens de hidrogênio juntos e formar uma estrela. Assim, é importante entender e descrever matematicamente a cascata de energia e a mudança estrutural associada.
Publicado em 02/06/2021 10h03
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