Galaktyki takie jak Droga Mleczna produkują nowe gwiazdy w raczej ślimaczym tempie. Jak dotychczas naukowcy nie potrafili dokładnie wyjaśnić, dlaczego tak się dzieje. Od lat wiadomo było, że turbulencje powstrzymują chmury gazu przed kondensowaniem się w gwiazdy, jednak przyczyna powstawania turbulencji nie była zidentyfikowana. Ostatnio naukowcy znaleźli dotychczas pomijany czynnik, który może utrzymywać gaz w stanie wzburzenia.

Naukowcy z Uniwerytetu Kalifornii w San Diego odkryli źródło ciepła o znanej naturze, lecz które dotychczas było pomijane – regularne rozbłyski promieniowania ultrafioletowego pochodzące z gromad dużych jasnych gwiazd. Aleksiej Kriczuk i Michael Norman wyniki swe oparli o symulacje komputerowe z zastosowaniem skomplikowanego modelu hydrodynamicznego.

„Masywne jasne gwiazdy znajdujące się w ramionach galaktyki wypromieniowują w regularnych cyklach duże ilości promieniowania ultrafioletowego” – mówi profesor Norman. Kiedy chmura zimnego, gęstego gazu kondensuje się w jasne gwiazdy, promieniowanie które one emitują rozprasza pozostały gaz i znacznie obniża tempo działalności gwiazdotwórczej. – „Sądzimy, że promieniowanie jest ważnym mechanizmem regulującym, kiedy powstawanie gwiazd wpływa na zmniejszenie się tempa zjawiska„.

Astrofizycy zgadzają się, że do znajdującego się w przestrzeni międzygwiezdnej gazu musi być dostarczana jakaś energia, która jest odpowiedzialna za powstawanie turbulencji, obserwowanych w ramionach Drogi Mlecznej i pobliskich galaktyk. Zidentyfikowano kilka potencjalnych jej źródeł, jak na przykład wybuchy supernowych i porywy wiatru gwiezdnego, pochodzące od masywnych młodych gwiazd.

„Astronomowie zastanawiają się nad tym mechanizmem od lat, ale nie wzięli pod uwagę efektów promieniowania, które poruszając się z prędkością światła, przenosi ciepło znacznie dalej niż wybuch supernowej, czy wiatr gwiezdny” – mówi Norman. – „Promieniowanie ultrafioletowe może nie być kompletną odpowiedzią na pytanie o turbulencje galaktyczne, ale jestem pewny, że pełni jakąś rolę w przestrzeni międzygwiezdnej„.

W tym roku grupa wenezuelskich astrofizyków kierowana przez Antonio Parravano ogłosiła, że masywne jasne gwiazdy są źródłem wybuchów promieniowania ultrafioletowego co około 10 milionów lat. Norman i Kriczuk skorzystali z tych wyników jako punktu wyjściowego do swoich symulacji.

„W znacznej części dysku Drogi Mlecznej ilość promieniowania ultrafioletowgo zwiększa się 2 do 10 razy, spada, a potem powtarza się jak bicie serca” – mówi Kriczuk. – „Nasze wyliczenia numeryczne wskazują, że zależne od czasu podgrzewanie gazu będzie dobrym czynnikiem prowadzącym do powstawania stuktur w gazie, które rzeczywiście są obserwowane, w rejonach, gdzie promieniowanie ultrafioletowe tła jest głównym źródłem energii„.

Do obliczeń naukowcy użyli superkomputerów z San Diego Supercomputer Center i National Center for Supercomputing Applications na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Komputery udostępnia naukowcom z kilkudziesięciu uniwersytetów w USA, National Science Foundation.