Nya beräkningsmetoder gjorde det möjligt för oss att skapa den mest detaljerade modelleringen av universums skala. Verktyget erbjuder aktuell information om rollen av svarta hål i distributionen av mörk materia, processen att skapa och distribuera tunga element, såväl som förekomsten av magnetfält.
Model IllustrisTNG anses vara den mest avancerade universella simulatorn. Detaljer och skala tillåter oss att studera bildandet av galaxer, deras utveckling och tillväxt i takt med en aktiv process av stjärnfödsel.
Med en teleskopisk undersökning av galaxer kan forskare bara mäta vissa egenskaper och ett visst antal objekt. Simulering tillåter dig att spåra alla egenskaper för alla galaxer. Dessutom får forskarna en syn på inte bara det moderna galaktiska "utseendet" utan också se hela historien.
En tunn del av rymdstrukturen i en IllustrisTNG-simulering. Ljusstyrka indikerar att massans densitet och färg motsvarar den genomsnittliga gastemperaturen hos en konventionell (baryon) substans. Området täcker 1,2 miljarder ljusår. Detta är den största magnetohydrodynamiska simuleringen av bildningen av galaxer, som innehåller mer än 30 miljarder volymer och partiklar
En tunn del av rymdstrukturen i en IllustrisTNG-simulering. Ljusstyrka indikerar att massans densitet och färg motsvarar den genomsnittliga gastemperaturen hos en konventionell (baryon) substans. Området täcker 1,2 miljarder ljusår. Detta är den största magnetohydrodynamiska simuleringen av bildningen av galaxer, som innehåller mer än 30 miljarder volymer och partiklar Över utveckling, testning och analys av nya projektdata, anställda vid Massachusetts Institute of Technology och Institute of Astrophysics and Space Research heter M. Kavli. Den höga upplösningen av IllustrisTNG i kombination med en komplex modell av galaktisk formation gjorde det möjligt att i detalj undersöka problemen med magnetfält.
Spårgashastighet i en tunn sektion med en tjocklek på 100 kiloparsec. Detta är det näst mest massiva klustret i TNG100. I svarta områden rör sig gasen nästan inte, och i de vita områdena överstiger den 1000 km / s. Det visar kontrasten mellan gasrörelsen i kosmiska filament och snabba kaotiska rörelser från ett supermassivt svart hål.
Simulering av ett realistiskt universum
IllustrisTNG är mottagaren av den ursprungliga Illustris-simuleringen som skapats av samma forskargrupp. Det har uppdaterats för att lägga till några fysiska processer som spelar en nyckelroll i bildandet och utvecklingen av galaxer.
Projektet skapar också en modell av ett kubiskt universum, vilket är sämre än vårt. Modellen spår bildandet av en miljon galaxer med nästan 1 miljarder ljusår på ett sätt.
Det kosmiska nätverket av gas och mörk materia skapar galaxer som liknar riktiga former och storlekar. För första gången kunde hydrodynamisk modellering direkt visa detaljerna för att skapa kluster.
Modellen förutspår också hur rymdfarkosten kommer att förändras över tiden. Den största uppmärksamheten betalades till den mörka materia som ligger bakom hela rymden. Det visade sig även att förutse effekten av supermassiva svarta hål på fördelningen av materia i stor skala.
Astrofysik med kod och superdator
Projektet krävde skapandet av en kraftfull version av den mycket parallella cosinus-AREPO-koden. Den användes på den snabbaste tyska datorn, Hazel Hen. För att utföra en av de två huvudsakliga simuleringarna, hade laget att ansluta mer än 24 000 processorer. Nya simuleringar har gett mer än 500 terabyte information, vars analys kommer att ta många år.
Supermassiva svarta hål undertrycker stjärnfödsel
I en studie var det möjligt att visa effekten av svarta hål på galaxer. Stjärnformation får dem att lysa blått från unga föremål. Men ett plötsligt evolutionärt skift uppstår och aktiviteten tappar ut. Sedan är galaxen fylld med röda gamla stjärnor och dör.
Det enda fysiska föremålet som kan leda till detta är supermassiva svarta hål. Deras snabba utflöden accelererar till 10% av ljushastigheten och påverkar stjärnsystemen.
Nya resultat för galaktiska strukturer
IllustrisTNG förbättrar förståelsen för den galaktiska bildens hierarkiska struktur. Teoretiker tror att allt börjar med utseendet av små galaxer, som går samman i större föremål. Många kollisioner riva ut galaxer och sprida stjärnor för att skapa nya galaxer. Nu hjälper IllustrisTNG att kolla prognoserna.
