Yüksek çözünürlüklü simülasyonlar galaksilerin nasıl oluştuğuna dair yeni bilgiler sağlıyor

Gökbilimciler, 13,8 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan günümüze kadar galaksilerin oluşumunu simüle etmek için süper bilgisayarları kullanabilirler. Ancak birçok hata kaynağı vardır. Lund’daki araştırmacıların liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, bunları düzeltmek için sekiz yıl boyunca yüz milyon bilgisayar saati harcadı.

Son on yılda, galaksilerin nasıl oluştuğunu gerçekçi bir şekilde hesaplayabilen bilgisayar simülasyonlarında büyük ilerlemeler görüldü. Bu kozmolojik simülasyonlar galaksilerin, yıldızların ve gezegenlerin nereden geldiğini anlamamız açısından çok önemlidir. Bununla birlikte, bu tür modellerden elde edilen tahminler, simülasyonların çözünürlüğündeki sınırlamaların yanı sıra yıldızların nasıl yaşadığı ve öldüğü ve yıldızlararası ortamın evrimi gibi bir dizi faktör hakkındaki varsayımlardan da etkilenmektedir.

Hata kaynaklarını en aza indirmek ve daha doğru simülasyonlar üretmek için, Lund Üniversitesi’nden Santi Roca-Fàbrega, Seul Ulusal Üniversitesi’nden Ji-hoon Kim ve Kaliforniya Üniversitesi’nden Joel R. Primack liderliğindeki 60 yüksek öğretim kurumundan 160 araştırmacı, bir araya geldi. işbirliği yaptı ve şimdiye kadar yapılmış en büyük simülasyon karşılaştırmasının sonuçlarını sunuyor.

Santi Roca, “Galaksi oluşumu teorisine doğru ilerlemek için, farklı simülasyonlardan gelen sonuçları ve kodları karşılaştırmak çok önemlidir. Şimdi bunu, dünyanın en iyi galaksi simülatörlerinin arkasındaki rakip kod gruplarını bir tür süper karşılaştırmada bir araya getirerek yaptık” diyor. -Fàbrega, astrofizik alanında araştırmacı.

CosmoRun simülasyonları olarak bilinen bu işbirliğinden üç makale yayınlanmak üzere kabul edildi. Astrofizik Dergisi; hepsi mevcut arXiv ön baskı sunucusu. Bunlarda araştırmacılar, Samanyolu ile aynı kütleye sahip bir galaksinin oluşumunu analiz ettiler. Simülasyon, evrendeki ilk yıldızların ürettiği ultraviyole arka plan radyasyonu, gazın soğuması ve ısınması ve yıldız oluşum süreci hakkındaki aynı astrofiziksel varsayımlara dayanmaktadır.

Yeni sonuçlar, araştırmacıların, James Webb Teleskobu’ndan alınan gözlemlere uygun olarak, Samanyolu gibi disk gökadalarının evrenin tarihinde çok erken oluştuğu sonucuna varmalarına olanak tanıyor. Ayrıca, uydu galaksilerin (daha büyük galaksilerin yörüngesinde dönen galaksiler) sayısını, toplumda iyi bilinen ve “kayıp uydu problemi” olarak bilinen bir problemi nihayet çözen gözlemlerle tutarlı hale getirmenin bir yolunu da buldular.

Ek olarak ekip, daha önce standart olan yıldızların sayısı ve dağılımından ziyade, galaksileri çevreleyen gazın gerçekçi simülasyonlar için nasıl anahtar olduğunu ortaya çıkardı.

Santi Roca-Fàbrega, “Çalışma son sekiz yıldır devam ediyor ve yüzlerce simülasyonun yürütülmesini ve yüz milyon saatlik süper bilgi işlem tesislerinin kullanılmasını gerektiriyor” diyor.

Artık yolculuk, galaksi oluşumunun simülasyonlarını daha da hassaslaştırmaya devam ediyor. Her teknolojik başarı ile Santi Roca-Fàbrega ve meslektaşları, evrenin ve galaksilerin doğuşu ve evrimiyle ilgili baş döndürücü bilmeceye yeni parçalar eklemeyi umuyor.

Santi Roca-Fàbrega, “Bu, galaksi oluşumunun daha güvenilir simülasyonlarının başlangıcıdır ve bu da, kendi galaksimiz Samanyolu’nu daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır” diyor.