În atâta timp cât durează pentru a da naștere vieții umane, un supercomputer și o echipă de cercetători de la Universitatea din California, Santa Cruz și Institutul de Fizică Teoretică din Zurich au dat naștere primei simulări a fizicii implicate în formarea galaxiei care a produs Calea Lactee. Și-au numit copilul Eris ...
„Eforturile anterioare de formare a unei galaxii masive de discuri precum Calea Lactee au eșuat, deoarece galaxiile simulate au sfârșit cu umflături centrale imense în comparație cu dimensiunea discului”, a spus Javiera Guedes, care a câștigat recent doctoratul. în astronomie și astrofizică la UC Santa Cruz și este primul autor al unei lucrări care a fost acceptată pentru publicare în Astrophysical Journal.
La fel ca Calea Lactee, Eris este o minunată galaxie în spirală împiedicată - figura și conținutul ei de stele la fel de identice ca modelarea o pot face. Prin studierea propriei noastre galaxii și a altora le place, această simulare se potrivește matriței din orice unghi. "Am disecat galaxia în multe moduri diferite pentru a confirma că se potrivește cu observațiile", a spus Guedes.
Și „șapte surori” au fost implicate și în proiect. Supercomputerul Pleiades de ultimă generație al NASA a preluat sarcina de 1,4 milioane de ore de procesare. Dar calculele nu s-au oprit acolo. Au fost implicate și simulări la supercomputere la UCSC și la Centrul Național Elvețian de Supercomputare. „Ne-am asumat ceva risc să petrecem o cantitate imensă de timp pentru supercomputer pentru a simula o singură galaxie cu rezoluție extra-înaltă”, a spus Madau.
De mai bine de două decenii, încercările de creare a evoluției unei galaxii de tip Calea Lactee s-au aflat chiar în afara priceperii cercetătorilor. Ei nu au reușit să producă forma, dimensiunea și populația potrivite pentru a se potrivi cu proprietățile cunoscute. Datorită acestei noi descoperiri, sprijinul pentru teoria „materiei întunecate reci” a predominat și teoria Big Bang-ului susținută. Ce i-a dat Eris marginea? Încercați acum formarea stelelor noastre mai bună.
"Formarea stelelor în galaxiile reale are loc într-o manieră clusteră, iar reproducerea asta dintr-o simulare cosmologică este grea", a spus Madau. „Aceasta este prima simulare care este capabilă să rezolve norii cu densitate înaltă de gaz acolo unde are loc formarea stelelor, iar rezultatul este un tip de galaxie de la Calea Lactee, cu o bombă mică și un disc mare. Acesta arată că scenariul de materie întunecată rece, unde materia întunecată oferă schela pentru formarea galaxiilor, este capabilă să genereze galaxii realiste dominate de disc. "
Nașterea la Eris nu a fost o sarcină ușoară. Prin simulări cu rezoluție scăzută, cercetătorii au început să asambleze aglomerații de materie întunecată - formându-le în halos galactic. De acolo au selectat informații despre un halou cu masa similară și istoricul de fuziune cu ale noastre și au „rebobinat banda” până la început. Concentrându-se pe o suprafață mică, au putut să adauge informații suplimentare despre particule și să intensifice rezoluția.
„Simularea urmărește interacțiunile a peste 60 de milioane de particule de materie întunecată și gaz. Multă fizică intră în cod - gravitația și hidrodinamica, formarea stelelor și exploziile de supernove - și aceasta este simularea cosmologică de cea mai înaltă rezoluție făcută în acest fel ”, a spus Guedes, care este în prezent cercetător postdoctoral la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Zurich (ETH Zurich).
Ceea ce îl diferențiază pe Eris de predecesorii săi este capacitatea de a „vedea” în rezoluție mare / densitate ridicată. Aceasta permite o abordare mai pragmatică a formării și plasării stelelor. Este o considerație importantă, deoarece supernovele apar în regiuni cu densitate înaltă și rezoluția înaltă le permite să fie luate în considerare.
"Supernovele produc fluxuri de gaz din partea interioară a galaxiei, unde altfel ar forma mai multe stele și ar face o mare bombă", a spus Madau. „Formarea stelelor grupate și injecția de energie din supernovee fac diferența în această simulare.”
Scoală, Eris ... A venit timpul tău!
Sursa povești originale: Știrile Universității Santa Cruz. Pentru lectură suplimentară: formarea spiralelor realiste de tip târziu într-un univers LCDM: simularea Eris.
