Tutaj gwiazdy zmieścisz w dłoni. Naukowcy tworzą ich trójwymiarowe modele

Nia Imara z University of California oraz jej współpracownicy mają niezwykły sposób na badanie tzw. gwiezdnych żłobków. Te obszary wypełnione gazem i pyłem, z których w pewnym momencie powstaną gwiazdy, można zmieścić w dłoni.

Nie dosłownie, rzecz jasna. Jest to możliwe, ponieważ naukowcom udało się stworzyć ich trójwymiarowe modele, co było możliwe dzięki zaawansowanym symulacjom oraz metodzie druku 3D. Powstałe w ten sposób rekwizyty to w praktyce wypolerowane kule mające około 8 centymetrów średnicy. Ich skład ma imitować materiał gwiazdotwórczy, co widzicie na poniższym zdjęciu.

Czytaj też: Energia gwiazdy zamknięta w laboratorium. Przełom w badaniach stellaratora Wendelstein 7-X

W realizacji przedsięwzięcia pomógł John Forbes, który pomógł w stworzeniu dziewięciu symulacji reprezentujących różne warunki panujące w obłokach molekularnych. Inny współpracownik, James Weaver, pomógł przekształcić dane pochodzące z symulacji w fizyczne obiekty. W tym celu zespół użył fotorealistycznego druku 3D o wysokiej rozdzielczości. Dokładne informacje w tej sprawie ukazały się na łamach The Astrophysical Journal Letters.

Efekt jest naprawdę intrygujący. Kule, które mają imitować gwiazdy, są nie tylko efektowne, lecz również mają wysoką wartość naukową. Jak podkreśla Forbes, im dłużej przygląda się tym obiektom, tym więcej złożonych struktur można dostrzec. Te byłyby niezwykle trudne do zobaczenia przy użyciu zwykłych technik wizualizacji – zarówno w 2D, jak i 3D.

Gwiazdy zostały wydrukowane z użyciem technologii druku 3D

Dziewięć symulacji, z których skorzystano do stworzenia modeli, opiera się na trzech podstawowych procesach fizycznych wypływających na ewolucję obłoków molekularnych. Były to: turbulencja, grawitacja oraz pola magnetyczne. Modyfikując zmienne, np. siłę pól magnetycznych czy prędkość poruszania się gazu, naukowcy mogli zobaczyć, jak zmieniają się obłoki związane z narodzinami gwiazd.

W przyszłości tego typu kule mogłyby zostać rozbudowane, między innymi poprzez nadanie im dodatkowych kolorów symbolizujących inne struktury wchodzące w skład obłoków molekularnych. Poza tym, naukowcy chcieliby sprawdzić możliwości wykorzystania druku 3D do odwzorowania pobliskich obłoków molekularnych, na przykład wchodzących w skład gwiazdozbioru Oriona. Nietrudno też wyobrazić sobie wykorzystanie takich modeli w celach edukacyjnych.

Czytaj też: Gwiazdy „zanieczyszczają” kosmos. Potwierdzają to obserwacje galaktyki oddalonej o 500 mln lat świetlnych

Tradycyjny druk 3D oparty na ekstruzji może wytwarzać wyłącznie obiekty stałe o ciągłej powierzchni zewnętrznej, co jest problematyczne, gdy próbujemy przedstawić gazy, chmury lub inne rozproszone formy. Nasza metoda wykorzystuje atramentowy proces druku 3D do osadzania pojedynczych kropel nieprzezroczystej żywicy w dokładnie wybranych miejscach w otaczającej je przezroczystej żywicy, aby przedstawić obłoki z najmniejszymi szczegółami.

James Weaver