美国科学家成功建立模拟恒星演化精确模型

美国科学家研究小组通过对“原行星盘”中湍流的理解，建立了模拟恒星系统演化的更加精确模型。

 

 

美国科学家研究小组通过对“原行星盘”中湍流的理解，建立了模拟恒星系统演化的更加精确模型。

 

　　据国外媒体报道，许多新形成的恒星周围都被一种叫做“原行星盘”的结构所包围，其中包含形成未来恒星系统的所有物质。

　　“原行星盘”能够形成潜在的行星和小行星等天体，然而这种转变是如何发生的，对科学家来说一直是个谜团，直到他们掌握了其中物质的“湍流”运动(turbulence)。“湍流”运动被某些人看作经典物理学中最后一个伟大难题。

　　科学家首要面对的挑战是要为计算机模拟建立一个正确的模型，美国科罗拉多大学的科学家Jake Simon说：“我们的数值模拟通常使用的是一种非常特别的模型，那就是密度和温度随着离恒星的距离而变化。此外，还必须要考虑原行星盘中磁场的结构和强度，以及其中的电离结构，例如要找出其中哪里有足够的温度、亦或有强烈的辐射源能够把分子和原子中的电子敲掉，而产生正电荷离子。电离结构尤其重要，因为发生电离的原行星盘部分湍流会更加旺盛”。

　　第二个挑战是如何处理计算机模拟中的技术细节问题。Jake Simon说：“在某些区域，其中的电子和磁场牢固结合在一起，而离子不会，这样就会导致一种称为‘霍尔效应’的物理现象，我们的数值模拟还不能精确捕捉这种效应。”

　　幸运的是，Simon及其研究小组最终找到了解决问题的方法，最重要的成就就是理解了所谓的“两极扩散”(ambipolar diffusion)现象，其中电子和带正电荷的离子都能够随着磁场做运动。通过对原行星盘中电离结构的理解，科学家加深了对其中湍流运动的把握，从而能建立更加精确的恒星系统的演化模型。(编译：双螺旋)