MilkyWay@home gönüllü bilgisayarıyla yeniden inşa edilen antik cüce galaksi

Astrofizikçiler, milyarlarca yıl önce Samanyolu ile çarpışmada parçalanan bir cüce galaksinin orijinal kütlesini ve boyutunu ilk kez hesapladılar. Bugün yıldızları Samanyolu’nda bir yıldız “gelgit akışı” içinde ilerleyen orijinal cüce galaksiyi yeniden inşa etmek, bilim adamlarının Samanyolu gibi galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamalarına yardımcı olacak ve galaksimizde karanlık madde arayışına yardımcı olabilir.

Fizik, astrofizik profesörü Heidi Newberg, “Bu büyük yıldız akışını alan, birkaç milyar yıldır yedekleyen ve Samanyolu’na düşmeden önce neye benzediğini gören simülasyonlar yürütüyoruz” dedi. ve Rensselaer Politeknik Enstitüsü’nde astronomi. “Artık verilerden bir ölçüme sahibiz ve bu, Samanyolu’ndaki karanlık maddeyi bulmak için bilgiyi kullanmaya yönelik ilk büyük adım.”

Milyarlarca yıl önce, cüce gökada ve Samanyolu yakınındaki benzeri gökadalar daha büyük gökadaya çekildi. Her bir cüce gökada Samanyolu ile birleştiğinde, yıldızları “gelgit kuvvetleri”, Dünya’da gelgit oluşturan aynı tür farklı kuvvetler tarafından çekildi. Gelgit kuvvetleri çarpıttı ve sonunda cüce galaksiyi parçalara ayırdı, yıldızlarını Samanyolu boyunca savrulan bir gelgit akıntısına dönüştürdü. Bu tür gelgit birleşmeleri oldukça yaygındır ve Newberg, Samanyolu’na emilen “göçmen” yıldızların, merkezi diskin sarmal kollarını çevreleyen kabaca küresel bir yıldız bulutu olan galaktik haledeki yıldızların çoğunu oluşturduğunu tahmin etmektedir.

Kritik olarak, gelgit akışı yıldızlarının konumu ve hızları, Samanyolu’nun yerçekimi alanı hakkında bilgi taşır.

Cüce gökadayı yeniden inşa etmek, yıldız araştırmalarından, fizikten ve gönüllüler tarafından bağışlanan ev bilgisayarı gücünün 1,5 petaflop (bilgisayar işlem hızının bir ölçüsü) kullanan Newberg’in MilkyWay@Home dağıtılmış süper bilgisayarından elde edilen verileri birleştiren bir araştırma görevidir. Bu büyük miktardaki işlem gücü, farklı şekil ve büyüklükteki çok sayıda cüce gökadanın yok edilmesini simüle etmeyi ve bugün gördüğümüz gelgit yıldız akışına en uygun modeli belirlemeyi mümkün kılar.

“Bu çok büyük bir problem ve gerçekten eşleşen bir tane bulana kadar on binlerce farklı simülasyon çalıştırarak çözüyoruz. Ve bu, dünyanın her yerinden gönüllülerin yardımıyla elde ettiğimiz çok fazla bilgisayar gücü gerektiriyor. MilkyWay@Home’dan” diyen Newberg, “Kabul etmeye çalışıyoruz, ancak sorunun ne kadar karmaşık olduğu göz önüne alındığında, bu yöntemin çok değerli olduğunu düşünüyorum.”

Bugün yayınlandığı gibi Astrofizik DergisiNewberg’in ekibi, yıldızları bugün Orphan-Chenab Akıntısını oluşturan orijinal galaksinin toplam kütlesini 2×10 olarak tahmin ediyor.⁷ güneşimizin kütlesinin katıdır.

Ancak, bu kütlenin sadece %1’inden biraz fazlasının yıldızlar gibi sıradan maddelerden oluştuğu tahmin edilmektedir. Geri kalanın, karanlık madde adı verilen, yerçekimi kuvveti uygulayan, ancak ışığı emmediği veya yaymadığı için göremediğimiz varsayımsal bir madde olduğu varsayılmaktadır. Karanlık maddenin varlığı, görebildiğimiz maddenin kütlesinin yerçekimsel çekimi ile galaksilerin oluşumunu ve hareketini hesaba katmak için gereken çok daha büyük çekim arasındaki uyuşmazlığı açıklayabilir. Karanlık maddenin yerçekimi kuvvetinin evrendeki maddenin %85’ini oluşturduğu tahmin edilmektedir ve cüce gökadalara düşen yıldızların gelgit akışları, karanlık maddenin gökadamızda nerede bulunduğunu belirlemek için kullanılabilir.

Dr. Newberg, “Gelgit akıntısı yıldızları, galaksimizde geçmişte konumlarını bilmenin mümkün olduğu tek yıldızlardır.” Dedi. “Bir gelgit akıntısı boyunca yıldızların mevcut hızlarına bakarak ve hepsinin eskiden aşağı yukarı aynı yerde olduklarını ve aynı hızda hareket ettiklerini bilerek, yerçekiminin o akıntı boyunca ne kadar değiştiğini anlayabiliriz. Bu da bize söyleyecektir. karanlık maddenin Samanyolu’nda olduğu yerdeyiz.”

Araştırma ayrıca, Orphan-Chenab akıntısının atasının, bugün gökadamızın eteklerinde ölçülen gökadalardan daha az kütleye sahip olduğunu ve bu küçük kütlenin doğrulanması halinde, küçük yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğuna ve daha sonra bir araya geldiğine dair anlayışımızı değiştirebileceğini de ortaya koyuyor. Samanyolumuz gibi daha büyük galaksiler yapmak için.

Galaktik hale konusunda uzman olan Dr. Newberg, Samanyolu’ndaki yıldız gelgit akışlarını tanımlamada öncüdür. Bir gün, MilkyWay@home’un, parçalanmış bir cüce galaksinin özelliklerinden daha fazlasını ölçmesine yardımcı olacağını umuyor. İdeal olarak, birçok cüce gökadayı, onların yörüngelerini ve Samanyolu gökadasının kendisinin özelliklerini aynı anda uydurmak ister. Bu hedef, küçük bir galaksinin bu gelgit akıntılarını oluşturmak için içine düşmesi ve parçalanması için gereken milyarlarca yıl boyunca galaksimizin özelliklerinin değişmesi gerçeğiyle karmaşıklaşıyor.

“Dr. Newberg ve ekibi, Samanyolu’na çekilen yıldızların yolunu titizlikle takip ederek, bize yalnızca uzun zaman önce yok olmuş bir cüce gökadayı değil, aynı zamanda gökadamızın oluşumuna ışık tutan bir görüntü oluşturuyorlar. maddenin doğası,” dedi Rensselaer Bilim Okulu’nun dekanı Curt Breneman.