Za toliko vremena koliko je potrebno da se rodi ljudski život, superračunalo i tim istraživača sa Sveučilišta u Kaliforniji, Santa Cruz i Instituta za teorijsku fiziku u Zürichu stvorili su prvu simulaciju fizike koja je uključena u formacija galaksija koja je proizvela Mliječni put. Svoje dijete su dali po imenu Eris ...
"Dosadašnji napori na stvaranju ogromne diskovne galaksije poput Mliječnog puta nisu uspjeli, jer su simulirane galaksije završile s ogromnim središnjim ispupčenjima u odnosu na veličinu diska", rekla je Javiera Guedes, koja je nedavno stekla doktorat. iz astronomije i astrofizike u UC Santa Cruz i prvi je autor rad koji je prihvaćen za objavljivanje u Astrophysical Journal.
Poput Mliječnog Puta, i Eris je simpatična spiralna galaksija sa zabranjenim crtama - njezin lik i sadržaj zvijezda jednaki su kao i modeliranje. Proučavajući našu vlastitu galaksiju i slične slične, ova se simulacija uklapa u kalup iz svakog ugla. "Mi smo secirali galaksiju na mnogo različitih načina kako bismo potvrdili da se podudara sa opažanjima", rekao je Guedes.
I u projekt je bilo uključeno i sedam sestara. NASA-in najmoderniji kompjuter Plejade preuzeo je zadatak 1,4 milijuna procesorskih sati. Ali proračuni tu nisu stali. Uključene su i simulacije superračunala u UCSC i švicarskom Nacionalnom centru za računalstvo. "Preuzeli smo rizik kako bismo potrošili ogromnu količinu vremena za superračunalo da bismo simulirali jednu galaksiju s izuzetno visokom razlučivošću", rekao je Madau.
Već više od dva desetljeća pokušaji stvaranja evolucije galaksije tipa Mliječni put upravo su izvan dosega istraživača. Oni jednostavno nisu mogli proizvesti pravi oblik, veličinu i naseljenost kako bi odgovarali poznatim svojstvima. Zahvaljujući ovom novom otkriću, podrška teoriji "hladne tamne materije" prevladavala je i podržana teorija Velikog praska. Što je Erisu dalo prednost? Isprobajte naše sada bolje razumijevanje zvijezdanih formacija.
"Formiranje zvijezda u pravim galaksijama odvija se klasteristički, a reproducirati to iz kosmološke simulacije je teško", rekao je Madau. "Ovo je prva simulacija koja je u stanju riješiti oblake plinova visoke gustoće tamo gdje nastaje stvaranje zvijezda, a rezultat toga je galaksija tipa Mliječni Put s malom izbočinom i velikim diskom. To pokazuje da scenarij hladne tamne materije, gdje tamna tvar pruža skele za stvaranje galaksija, može stvoriti realne galaksije kojima dominiraju diskovi. "
Rođenje Eris nije bio lak zadatak. Pomoću simulacija male rezolucije, istraživači su počeli sastavljati nakupine tamne materije - oblikujući ih u galaktičke haloge. Odatle su odabrali podatke o halo-u sa sličnom povijesti masovnosti i spajanja, koji smo „premotali vrpcu“ do početka. Usredotočivši se na malo područje, mogli su dodati dodatne informacije o česticama i pojačati rezoluciju.
„Simulacija prati interakcije više od 60 milijuna čestica tamne materije i plina. Puno fizike ulazi u kod - gravitaciju i hidrodinamiku, stvaranje zvijezda i eksplozije supernove - a ovo je kozmološka simulacija najveće rezolucije ikad napravljena na ovaj način ", rekao je Guedes, koji je trenutno postdoktorski istraživač u Švicarskom Federalnom tehnološkom institutu u Zürich (ETH Zurich).
Ono što Eris razlikuje od svojih prethodnika je mogućnost „gledanja“ u visokoj rezoluciji / visokoj gustoći. To omogućava pragmatičniji pristup formiranju i smještaju zvijezda. Važno je uzeti u obzir, jer se supernove pojavljuju u regijama visoke gustoće i visoka razlučivost omogućava njihovo uzimanje u obzir.
"Supernove stvaraju odljeve plina iz unutarnjeg dijela galaksije gdje bi u suprotnom stvorile više zvijezda i napravile bi veliku izbočinu", rekao je Madau. "Formiranje zvijezda i ubrizgavanje energije iz supernova stvaraju razliku u ovoj simulaciji."
Ustani, Eris ... Došlo je tvoje vrijeme!
Izvorni izvor priče: Vijesti Sveučilišta u Santa Cruzu. Za daljnje čitanje: Formiranje realističnih spirala kasnog tipa u svemiru LCDM: simulacija Erisa.
