За толкова време, колкото е необходимо за раждането на човешкия живот, суперкомпютър и екип от изследователи от Калифорнийския университет в Санта Крус и Института за теоретична физика в Цюрих дават началото на първата симулация на физиката, участваща в галактика формация, която произведе Млечния път. Те кръстиха детето си Ерис ...
„Предишните усилия за формиране на масивна дискова галактика като Млечния път се провалиха, тъй като симулираните галактики завършиха с огромни централни издутини в сравнение с размера на диска“, казва Хавиера Гуедес, която наскоро спечели докторската си степен. в астрономията и астрофизиката в UC Santa Cruz и е първи автор на статия, която е приета за публикуване в Astrophysical Journal.
Подобно на Млечния път, Ерис е прекрасна спираловидна галактика с преграда - нейната фигура и звездно съдържание са толкова идентични, колкото и моделирането. Изучавайки нашата собствена галактика и други, които я харесват, тази симулация пасва на матрицата от всеки ъгъл. „Ние разчленихме галактиката по много различни начини, за да потвърдим, че тя се вписва в наблюдения“, каза Гуедес.
В проекта участваха и седем сестри. Най-модерният суперкомпютър от Pleiades на НАСА пое задачата за 1,4 милиона процесор-часа. Но изчисленията не спряха дотук. Бяха включени и симулации на суперкомпютри в UCSC и Швейцарския национален център за суперкомпютри. „Поехме някои рискове да отделим огромно количество суперкомпютърно време, за да симулираме една галактика с изключително висока разделителна способност“, каза Мадау.
Повече от две десетилетия опитите за създаване на еволюцията на галактика от типа Млечен път са точно извън разбирането на изследователите. Те просто не бяха в състояние да създадат подходяща форма, размер и популация, за да отговарят на известните свойства. Благодарение на този нов пробив, подкрепата за теорията на „студената тъмна материя“ преобладава и теорията за Големия взрив се поддържа. Какво даде предимство на Ерис? Опитайте нашето сега по-добро разбиране на звездното образуване.
„Образуването на звезди в реални галактики става по струпване и да се възпроизведе това от космологична симулация е трудно“, каза Мадау. „Това е първата симулация, която е в състояние да разреши облаците с висока плътност на газ, където се образува образуване на звезди, и резултатът е галактика тип Млечен път с малка издутина и голям диск. Той показва, че сценарият на студената тъмна материя, при който тъмната материя осигурява скелето за образуване на галактики, е в състояние да генерира реалистични дискови галактики. “
Раждането на Ерис не беше лесна задача. Чрез симулации с ниска разделителна способност изследователите започнаха да сглобват буци тъмна материя - оформяйки ги в галактически ореоли. Оттам те подбраха информация за ореол с подобна маса и история на сливания като нашата и „пренавиваме лентата“ до началото. Съсредоточавайки се върху малка площ, те успяха да добавят допълнителна информация за частиците и да увеличат разделителната способност.
„Симулацията следва взаимодействията на повече от 60 милиона частици тъмна материя и газ. Много физика влиза в кода - гравитация и хидродинамика, образуване на звезди и експлозии на свръхнова - и това е космологичната симулация с най-висока разделителна способност, правена по този начин ", казва Гуидес, който в момента е докторантура в Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих (ETH Цюрих).
Това, което отличава Eris от своите предшественици, е способността да „виждате“ с висока разделителна способност / висока плътност. Това дава възможност за по-прагматичен подход за формиране и разположение на звездите. Това е важно съображение, тъй като свръхновите се срещат в региони с висока плътност, а високата разделителна способност позволява да се вземат предвид.
„Суперновите произвеждат изтичане на газ от вътрешната част на галактиката, където иначе биха образували повече звезди и биха направили голяма издутина“, каза Мадау. „Образуването на клъстерирани звезди и инжектирането на енергия от свръхновите същества правят тази симулация.“
Стани, Ерис ... Времето ти дойде!
Оригинален източник на история: Университет в Санта Крус Новини. За по-нататъшно четене: Формиране на реалистични спирали от късен тип в LCDM Вселената: симулацията на Eris.
