В своём стремлении понять происхождение звёзд и галактик в нашей Вселенной, астрофизики используют суперкомпьютеры для моделирования чрезвычайно сложных явлений в огромном масштабе. Огромные звезды, массы которых в 10-100 раз превышают массу нашего Солнца, занимают центральное место в ключевых явлениях, которые ответственны за формирование Вселенной. Тем не менее следует отметить, что большинство подобного рода явлений и процессов всё ещё неизвестны учёным, и числятся в категории «неуловимых явлений и процессов». Дабы исследовать эти процессы, учёные University of California-Berkeley с помощью суперкомпьютеров занимаются крупномасштабным моделированием массивных звёзд, формирующихся в огромных турбулентных молекулярных облаках.
На представленном смоделированном изображении показаны газовые нити, которые сформированы в тёмном облаке спустя 800 тысяч лет после того, как в области начался гравитационный коллапс. Размер главной газовой нити составляет порядка 4,5 парсек в длину (1 парсек = 3.08567758 × 1016 метра). В самых высоких по плотности фрагментах нити (красным цветом), развиваются ядра молекулярных облаков, которые в последующем объединяются, для того, чтобы сформировать новую звезду.
Для создания подобного рода моделей необходимо совершение порядка 1000-4000 процессов на суперкомпьютере NASA Advanced Supercomputing (NAS), что порой может занять несколько месяцев вычислений.
Молекулярное облако, которое представляет собой тип межзвёздного облака, характеризующегося значительной турбулентностью, весьма часто называют «звёздной колыбелью». Плотность и размеры таких облаков позволяют молекулам, как правило водорода, беспрепятственно образовываться в них. Подструктура в пределах гигантских молекулярных облаков состоит из сложных переплетений нитей, листов, пузырей, и нерегулярных глыб.
Ранее предполагалось, что молекулярные облака являются «долгожителями», ввиду чего протозвёздные ядра и будущие звезды образуются в результате чрезвычайно медленных процессов, которые управляются магнитными полями на протяжении по меньшей мере нескольких десятков миллионов лет. Позже было установлено, что эта теория противоречит ряду очевидных фактов. В частности, был опровергнут тот факт, что молекулярные облака живут несколько десятков миллионов лет. Более точные оценки показали, что молекулярные облака сущесвуют не более 2-3 млн. лет.
В настоящее время наибольшей распространённости получила турбулентная модель звездообразования, согласно которой молекулярные облака формируются в результате столкновений турбулентных потоков межзвёздного газа. В тех местах, где это происходит, формируется уплотнение. Молекулярное облако со временем дробится на фрагменты, в результате чего становится гравитационно нестабильным. В процессе сжатие, которое изначально охватывает всё облако, формируются молекулярные ядра, дающие толчок к образованию звёзд.
