Новая суперкомпьютерная симуляция отображает первые два миллиарда лет космической эволюции
Учёные создали симуляцию Lumina, охватывающую объём более чем в 100 раз превышающий предыдущие модели, для изучения формирования ранних звёзд, галактик и эпохи реонизации.
Международная команда представила Lumina, суперкомпьютерную симуляцию, воспроизводящую первые два миллиарда лет Вселенной, включая появление первых звёзд и чёрных дыр и эпоху реонизации. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Lumina охватывает область около 1,5 млрд световых лет в диаметре, примерно в 100 раз больше ранних симуляций, позволяя учёным наблюдать крупномасштабную космическую сеть, одновременно разрешая отдельные галактики. Главный автор Оливер Зир, постдокторант в Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, сказал, что модель предоставляет «космологический объём, где можно увидеть эту космическую сеть, как галактики сгруппированы. При этом мы разрешаем отдельные галактики».
Симуляция была выполнена на Frontier, суперкомпьютере в Oak Ridge National Laboratory, с использованием более 15 000 графических процессоров в течение почти трёх лет. Хотя полный набор данных ещё не публичен, видеовизуализации демонстрируют контраст между обширными космическими структурами и небольшими масштабами отдельных галактик.
Учёные планируют сравнить результаты Lumina с наблюдениями телескопов, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба. Зир отметил, что согласие укрепит существующие теории, а расхождения могут указывать на недостающую физику.
Хулиан Муньос, доцент астрономии в Университете Техаса в Остине, не участвовавший в работе, назвал симуляцию «по-настоящему впечатляющим техническим достижением» и подчеркнул её больший размер и более длительный симулированный период по сравнению с ранними моделями. Он добавил, что такой масштаб позволяет изучать, как обычная материя и тёмная материя двигались по-разному в ранней Вселенной.
Илиан Ильев, профессор астрофизики в Университете Сассекса, сказал, что модель может помочь выявить редкие галактики, которые могут быть упущены в меньших симуляциях, и с нетерпением ждёт объединения её результатов с новыми данными телескопов для улучшения общей картины ранней космической истории.