I ett försök att förstå universum och dess sammansättning finns det ett märkbart gap mellan vad kosmologer och astrofysik studerar, och också hur de gör det - skala. Kosmologer koncentrerar sig vanligtvis på stora rumsliga egenskaper, som galaxer och intergalaktiska miljöer. Astrofysiker är också intresserade av att testa de fysiska teorierna för små och medelstora objekt - stjärnor, interstellärt medium och supernovaer.
Dessa parter är emellertid i en slags balans, speciellt om vi överväger bildandet av det tidiga universum. De första supernovorna är intressanta för alla, eftersom stjärnorna var enorma, och deras död ledde till att ett stort antal tunga element släpptes. För kosmologer är de viktiga eftersom de orsakade kylning och ändrade massformen hos stjärnbildningen.
Simulering visar turbulent gas när en supernova kolliderar med en intilliggande halo av stjärnbildningen
Forskarna använde Edison superdatorn från Lawrence Berkeley National Laboratory for Scientific Research och skapade simuleringar för att visa hur de tunga elementen som släpptes från supernovaer hjälpte de första stjärnorna att lösa den efterföljande stjärnformationen.
Dark matter halo
Simuleringar av kemisk anrikning av en mörk substans med metaller från en närliggande supernovaxplosion användes för analys. Teamet använde flera hundra tusen timmar data från NERSC för att återskapa tvådimensionella och tredimensionella simuleringar.
Delvis avdunstning av en halo innan explosionen spelar en viktig roll för efterföljande anrikning av supernova. Dessutom påverkar metaller som kastas ut ur explosionen förutsägelserna av mängden metaller i andra generationens stjärna och den galaktiska kompositionen.
Tidigare studier av kosmologi förbinder emellertid inte punkten mellan bildandet av stjärnor och galaxer i sådana detaljer. Detta tvingade forskarna att tillämpa en storskalig multifysisk metod med två olika koder: ZEUS-MP (för haloindunstning) och CASTRO (för att eliminera kollision av den utstötta metallen från halo). På grund av tekniska detaljer är det svårt att utföra sådana simuleringar, varför forskare försöker så noggrant att fylla gapet mellan små och stora vågar.
