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    Turbulência em nuvens de gás interestelar revela estruturas multi-fractais
    p Crédito:Universidade de Colônia

    p Em nuvens de poeira interestelar, a turbulência deve primeiro se dissipar antes que uma estrela possa se formar por meio da gravidade. Uma equipe de pesquisa franco-alemã descobriu agora que a energia cinética da turbulência pára em um espaço que é muito pequeno em escalas cósmicas, variando de um a vários anos-luz de extensão. O grupo também chegou a novos resultados no método matemático:Anteriormente, a estrutura turbulenta do meio interestelar foi descrita como autossimilar - ou fractal. Os pesquisadores descobriram que não é suficiente descrever a estrutura matematicamente como um único fractal, uma estrutura semelhante à conhecida do conjunto de Mandelbrot. Em vez de, eles adicionaram vários fractais diferentes, os chamados multifractais. Os novos métodos podem, portanto, ser usados ​​para resolver e representar mudanças estruturais em imagens astronômicas em detalhes. Aplicações em outros campos científicos, como pesquisa atmosférica, também são possíveis. p O programa franco-alemão GENESIS (Geração de Estruturas no Meio Interestelar) é uma cooperação entre o Instituto de Astrofísica da Universidade de Colônia, LAB da Universidade de Bordeaux 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 turbulência usando o exemplo da nuvem molecular Musca na constelação de Musca.

    p As estrelas se formam em enormes nuvens interestelares compostas principalmente de hidrogênio molecular - o reservatório de energia de todas as estrelas. Este material tem baixa densidade, apenas alguns milhares a várias dezenas de milhares de partículas por centímetro cúbico, mas uma estrutura muito complexa com condensações na forma de 'aglomerados' e 'filamentos', e, eventualmente, 'núcleos' a partir dos quais as estrelas se formam pelo colapso gravitacional da matéria.

    p A estrutura espacial do gás dentro e ao redor das nuvens é determinada por muitos processos físicos, um dos mais importantes deles é a turbulência interestelar. Isso surge quando a energia é transferida de grandes escalas, como ondas de densidade galáctica ou explosões de supernovas, para escalas menores. A turbulência é conhecida por fluxos em que um líquido ou gás é 'agitado', mas também pode formar vórtices e exibir breves períodos de comportamento caótico, chamado de intermitência. Contudo, para uma estrela se formar, o gás deve parar, ou seja, a energia cinética deve se dissipar. Depois disso, a gravidade pode exercer força suficiente para juntar as nuvens de hidrogênio e formar uma estrela. Assim, é importante compreender e descrever matematicamente a cascata de energia e a mudança estrutural associada.


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