Андрей Клисхин (выпускник MIT 2015, в настоящее время аспирант в Мичиганском университете) под наблюдением Игоря Чилингаряна (исследователь в Астрономическом Институте Sternberg, Московском государственном университете и Смитсоновской Астрофизической Обсерватории) применил методы сетевой науки, чтобы решить фундаментальную астрономическую проблему, стоящую в течение 60 лет, происхождения Звездной Начальной Массовой Функции. «Такие методы использовались через различные области исследования, от социологии и информатики к молекулярной биологии, но никогда прежде в астрофизике», говорит Игорь Чилингарян.Звездная Начальная Массовая Функция – функция, которая описывает relativefractionsof звезды, имеющие различные массы в звездной системе или отношении больших и маленьких звезд в галактиках.
В 1955 теоретический физик и астрофизик Эдвин Сэлпетер были первыми, чтобы получить этот закон о распределении опытным путем в Солнечном районе, используя звездное количество (в настоящее время известный как «функция массы Salpeterinitial»). Он продемонстрировал, что у распределения звезд массой есть форма закона о власти с экспонентой-2.35, т.е. звезды, 10 раз крупные, чем наш Sunare102.35 = в 220 раз менее частый тогда Солнечные звезды типа.Знание того, как точно звезды в галактике или звездной группе распределены массой, кардинально важно для астрономов.
Звездный systemis как многочисленная семья, где все участники взаимодействуют друг с другом. Они очерчивают «жилую площадь» определенным способом и реагируют на внешнее влияние согласно тем же самым физическим законам.
Чтобы лучше понять, как члены той «семьи» затрагивают эволюцию друг друга, астрономы должны знать, какие типы звезд «семья» состоит из – т.е. иметь данные того, сколько звезд каждой массы находится там в системе.Игорь Чилингарян и Андрей Клисхин описали систему первичных-starswhichevolve абсорбирующим газом от разбросанной межзвездной среды как пространственная сеть, растущая принципом предпочтительного приложения: узел, имеющий много связей, создает новые связи еще быстрее. В межзвездной среде связи – гравитационные силы, действующие между молекулярными плотными ядрами, которые позже сформируют звезды. «Мы продемонстрировали, что закон о власти, за которым следует звездная начальная массовая функция, сформирован независимо от начального массового распределения протозвезд, если распределение плотности в межзвездном облаке рекурсивно. Этот рекурсивный distributiondirectly следует из классической теории турбулентности, развитой советским математиком Андреем Кольмогоровым.
Мы сталкиваемся с рекурсивными, или самоподобными объектами ежедневно. Среди других, облаков в атмосфере Земли, снежинках и даже некоторых фруктах и овощах, таких как цветная капуста или брокколи у всех есть рекурсивные свойства», комментирует Игорь Чилингарян.В структуре этой простой модели ученые добились успеха, чтобы теоретически объяснить звездную начальную массовую функцию shapein всего, восемь уравнений, whichdid, чтобы не призвать любые неоправданные предположения или дополнительные свободные параметры потребовали моих многих существующих звездных теорий формирования. Игорь Чилингарян подчеркивает, что вся существующая начальная масса функционирует theorieswere развитое использование «классического астрофизического подхода» и представленный в длинных статьях, показывающих десятки страниц вычислений и сотни формул.
«Игорь пригласил меня работать над этим проектом после того, как мы встретились в Бостоне, когда я упомянул свои интересы к статистической физике», говорит Андрей Клисхин. «Эта область физики имеет дело с аспектами систем большого количества частиц, где конкретные детали относительно отдельных частиц становятся неважными. Мы знаем, что та же самая экспонента закона о власти Селитры-2.35 была измерена во многих звездных группах различных возрастов, металлических свойств и общих масс. Это предполагает, что стоимость определена не некоторыми локальными свойствами определенной группы, а скорее некоторым более общим принципом.
Вот почему, когда мы вводим принцип предпочтительного приложения в нашей статье, мы обращаемся к работам в сетевой науке, bibliometrics, биологическому видообразованию. Во всех тех совсем других системах статистические свойства оказываются очень похожими».Сетевая наука – современная область исследования, активно развитого за прошлые 15-20 лет.
Как предложено его именем, это изучает свойства сетей как математические объекты, независимо от определенной системы, интерпретируемой как сеть. Сетевая теория может использоваться, чтобы описать энергосистему как ряд электростанций, грузов и линий передачи; взаимодействие множества белков в живом организме, связях пользователей в социальной сети, таких как Facebook или даже целая Всемирная паутина или коммуникация в научном сотрудничестве. Игорь Чилингарян и Андрей Клисхин были первыми, чтобы применить сетевые научные методы, чтобы решить фундаментальную астрофизическую проблему.
«Эта работа первая в своем роде, и она создает основание для нового междисциплинарного подхода в астрофизике. Мы планируем далее развивать эту семью методов и использовать их для studya широкого спектра астрофизических явлений в аспектах звездного формирования и в наблюдательной космологии, таких как исследование крупномасштабной структуры распределения вопроса во Вселенной», завершает Игорь Чилингарян.