Průkopníci modelování dynamiky hvězdokup na Matfyzu

1. února 2019

Dr. Sverre Aarseth z Univerzity v Cambridgi v Anglii je všeobecně pokládán za nejvýznamnějšího vědce v oboru N-částicového modelování dynamického vývoje hvězdokup. Na jeho počest se na půdě Astronomického ústavu UK konal v prosinci 2018 již počtvrté v řadě mezinárodní workshop věnovaný tomuto tématu.

Kulová hvězdokupa 47 Tucanae [NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration; Acknowledgment: J. Mack (STScI) and G. Piotto (University of Padova, Italy)]

 

Po 60 let vyvíjel Dr. Sverre Aarseth počítačové programy, které se postupně staly zcela nezbytnými nástroji v hledání odpovědí na otázky, jak se hvězdokupy vyvíjejí a jakým způsobem ztrácejí své hvězdy, které se následně stávají nezávislými objekty v mateřských galaxiích. Pochopení fyzikálních procesů pohánějící tento vývoj je klíčem k porozumění vlastnostem na obloze pozorovaných hvězd a jejich planetárních soustav z mnoha důvodů. Mezi jinými například proto, že tyto planetární soustavy mohou být před svým vyvržením zcela zásadně ovlivněny četnými těsnými přiblíženími jednotlivých hvězd ve hvězdokupě. Mnohé hvězdy mohou rovněž vykazovat různé exotické vlastnosti v důsledku těchto přiblížení či dokonce splynutí s jinými hvězdami. v neposlední řadě lze velmi přirozeně dynamickým vývojem hvězdokup vysvětlit nedávná pozorování hvězd prchajících z naší Galaxie vyšší než únikovou rychlostí.

Jak napovídá název článku An assessment of the present state of the N-body problem, Dr. Sverre Aarseth se již za svých doktorandských let pod vedením Dr. Freda Hoyla stal průkopníkem tohoto oboru astronomie a astrofyziky. Jeho práce vyvrcholila o více než 50 let později, když v roce 2016 Dr. Long Wang se svými spolupracovníky ohlásil v článku The DRAGON simulations: globular cluster evolution with a million stars první dokončenou simulaci vývoje realistické kulové hvězdokupy přes celou dobu existence vesmíru. Trnitá cesta k takovému úspěchu byla lemována celou řadou vědeckých objevů nejen v astronomii a astrofyzice, ale i v matematice. Jmenujme například metodu řetězové regularizace zformulovanou Dr. Seppem Mikkolou z finské Univerzity v Turku, pomocí které je možné efektivně propočítat gravitační interakci kompaktní skupinky hvězd ve hvězdokupě. Tento významný objev byl ohlášen v roce 1990 v článku A chain regularization method for the few-body problem. U většiny hvězd z naší Galaxie byla pozorováním prokázana příslušnost k nějaké vícečetné soustavě. Jinými slovy řečeno, hvězdy obvykle nenalézáme osamocené, nýbrž ve společnosti různého počtu těsných souputníků. V tomto ohledu představuje naše Slunce pověstnou výjimku potvrzující pravidlo. Vývoj těchto skupinek hvězd v prostředí mateřských hvězdokup může být velice komplikovaný. Díky Prof. Douglasovi Heggiemu z Univerzity v Edinburku, který coby doktorand pod vedením Dr. Sverreho Aarsetha v Cambridgi sepsal v polovině sedmdesátých let svou zcela zásadní práci Binary evolution in stellar dynamics, je však možné tento vývoj úspěšně rozklíčovat.

Abychom si připomněli nejen výše zmíněné vědecké průlomy, ale i další, současné vědecké úspěchy a otevřená témata v oboru vývoje hvězdných soustav, uspořádali jsme v Astronomickém ústavu UK v pořadí již čtvrtý workshop M+3rd Sverre Aarseth N-body meeting. V průběhu prvního prosincového týdne 2018 se tak Dr. Sverre Aarseth z Cambridge v Anglii, Dr. Seppo Mikkola z Turku ve Finsku, Prof. Douglas Heggie z Edinburku ve Skotsku, Dr. Long Wang z německé Univerzity v Bonnu, Prof. Hossein Haghi z íránského Zanjanu a další setkali v trojských posluchárnách a kancelářích, kde nejen že ve zcela neformálním, přátelském duchu diskutovali o různých výzvách současného vědeckého bádaní, ale mnohdy poposunuli hranice lidského poznání zase o kousek dál. Program tohoto setkání, stejně jako fotografie pořízené jednotlivými účastníky během něj, lze nalézt na internetových stránkách astro.mff.cuni.cz/events/aarseth2018.

Jaroslav Haas, Pavel Kroupa, Ladislav Šubr