성간 가스 구름의 난류로 인해 다중 프랙탈 구조가 드러납니다.

성간 먼지 구름에서는 중력을 통해 별이 형성되기 전에 먼저 난류가 사라져야 합니다. 독일-프랑스 연구팀은 이제 난류의 운동 에너지가 1광년에서 수 광년에 이르는 우주 규모로 매우 작은 공간에 머무르게 된다는 사실을 발견했습니다. 이 그룹은 또한 수학적 방법으로 새로운 결과에 도달했습니다. 이전에는 성간 매체의 난류 구조가 자기 유사성 또는 프랙탈로 설명되었습니다. 연구자들은 구조를 수학적으로 단일 프랙탈, 즉 만델브로 집합에서 알려진 자기 유사 구조로 기술하는 것만으로는 충분하지 않다는 사실을 발견했습니다. 대신 그들은 소위 다중 프랙탈(multifractal)이라고 불리는 여러 가지 다른 프랙탈을 추가했습니다. 따라서 새로운 방법은 천문 이미지의 구조적 변화를 자세히 해결하고 표현하는 데 사용될 수 있습니다. 대기 연구 등 다른 과학 분야에도 응용이 가능합니다.

독일-프랑스 프로그램 GENESIS(성간 매체의 구조 생성)는 쾰른 대학교 천체물리학 연구소, 보르도 대학교 LAB 및 Geostat/INRIA 연구소 보르도 간의 협력입니다. Astronomy & Asphysics 저널의 주요 간행물에서 연구팀은 Musca 별자리에 있는 Musca 분자 구름의 예를 사용하여 난류를 특성화하는 새로운 수학적 방법을 제시합니다.

별은 모든 별의 에너지 저장소인 수소 분자로 주로 구성된 거대한 성간 구름에서 형성됩니다. 이 물질은 밀도가 낮고 입방센티미터당 입자 수가 수천~수만 개에 불과하지만, '덩어리'와 '필라멘트' 형태의 응축이 있고 결국 별이 형성되는 '핵' 형태의 응축이 있는 매우 복잡한 구조입니다. 물질의 중력 붕괴에 의해.

구름 내부 및 주변 가스의 공간 구조는 많은 물리적 과정에 의해 결정되며, 그 중 가장 중요한 것 중 하나는 성간 난류입니다. 이는 은하밀도파나 초신성 폭발과 같은 대규모 에너지가 더 작은 규모로 전달될 때 발생합니다. 난류는 액체나 기체가 '교반'되는 흐름에서 알려져 있지만 소용돌이를 형성하고 간헐성이라고 하는 짧은 기간의 혼란스러운 동작을 나타낼 수도 있습니다. 그러나 별이 형성되려면 가스가 정지해야 합니다. 즉, 운동 에너지가 소멸되어야 합니다. 그 이후에는 중력이 수소 구름을 끌어당겨 별을 형성할 만큼 충분한 힘을 발휘할 수 있습니다. 따라서 에너지 폭포와 관련 구조적 변화를 이해하고 수학적으로 설명하는 것이 중요합니다.