Новый метод моделирования звездообразования точнее предсказывает рождение массивных звёзд
Международная группа исследователей представила новую полу-детерминированную (SDT) схему для выборки отдельных звёзд из газа в численных симуляциях звездообразования. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
В современных симуляциях часто используют универсальную начальную функцию масс (IMF) для представления звёздного населения. Однако реальные массы звёзд определяются локальными процессами, которые остаются неразрешимыми в моделях. Новая схема SDT решает эту проблему, вводя частицы-резервуары для неразрешённых молекулярных ядер и протозвёздных дисков. Алгоритм «друзья-друзей» на лету идентифицирует звёздные скопления, а текущая IMF для новорождённых звёзд вычисляется из массы скопления.
Метод протестирован на симуляциях изолированных молекулярных облаков и слияния двух карликовых галактик. По сравнению с традиционными подходами SDT-схема естественным образом воспроизводит наблюдаемое соотношение между максимальной массой звезды в скоплении и массой самого скопления. Количество массивных звёзд соответствует предсказаниям теории оптимальной выборки.
Дополнительно исследователи обнаружили, что новая схема даёт наименьшую вариацию результатов между разными случайными начальными условиями. Регулируемое звездообразование приводит к небольшой (около 0,15 млн лет), но стабильной задержке в появлении массивных звёзд, уменьшая шум, вызванный пуассоновскими флуктуациями, и производя начальную массовую сегрегацию внутри скоплений.
На галактических масштабах SDT предсказывает более крутой наклон IMF для массивных звёзд при низких темпах звездообразования (SFR). Наклон отрицательно коррелирует с SFR. По мере снижения доли массивных звёзд, как отмечают авторы, H?-диагностика звездообразования будет систематически занижать истинный SFR из-за эффектов выборки IMF.
Разработка открывает путь к более точным симуляциям эволюции галактик и интерпретации наблюдательных данных. Метод уже доступен для внедрения в существующие гидродинамические коды.
