Største simuleringer nogensinde hjælper med at afdække galaksens historie

Tusindvis af processorer, terabyte data, og måneder med computetid har hjulpet en gruppe forskere i Tyskland med at oprette nogle af de største og højeste opløsningssimuleringer, der nogensinde er lavet af galakser som vores Mælkevejen.

Under ledelse af Dr. Robert Grand fra Heidelberger Institut fuer Theoretische Studien, Aurigaprojektets arbejde fremgår af tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Astronomer studerer vores egne og andre galakser med teleskoper og simuleringer, i et forsøg på at sammensætte deres struktur og historie.

Spiralgalakser som Mælkevejen menes at indeholde flere hundrede tusinde millioner stjerner, samt rigelige mængder gas og støv.

Spiralformen er almindelig, med et massivt sort hul i midten, omgivet af en bule af gamle stjerner, og arme, der snor sig udad, hvor relativt unge stjerner som Solen findes.

Men forståelsen af, hvordan systemer som vores galakse blev til, er fortsat et centralt spørgsmål i kosmos historie.

Den enorme skala af skalaer (stjerner, byggestenene i galakser, er hver cirka en billion gange mindre i masse end den galakse, de udgør), såvel som den involverede komplekse fysik, udgør en formidabel udfordring for enhver computermodel.

Ved hjælp af Hornet og SuperMUC supercomputere i Tyskland og en topmoderne kode, holdet kørte 30 simuleringer i høj opløsning, og 6 ved meget høj opløsning, i flere måneder.

Koden indeholder en af ​​de mest omfattende fysikmodeller til dato. Det omfatter fænomener som tyngdekraften, stjernedannelse, hydrodynamik af gas, supernova eksplosioner, og for første gang de magnetfelter, der gennemsyrer det interstellare medium (gassen og støvet mellem stjernerne).

Sorte huller voksede også i simuleringen, fodre med gassen omkring dem, og frigiver energi til den bredere galakse.

Dr. Grand og hans team var henrykte over resultaterne af simuleringen. "Resultatet af Auriga -projektet er, at astronomer nu vil kunne bruge vores arbejde til at få adgang til et væld af oplysninger, såsom egenskaberne ved satellitgalakser og de meget gamle stjerner, der findes i glorien, der omgiver galaksen. "

Holdet ser også effekten af ​​de mindre galakser, i nogle tilfælde spiral ind i den større galakse tidligt i sin historie, i en proces, der kunne have skabt store spiralskiver.

Dr Grand tilføjer:"For at en spiralgalakse kan vokse i størrelse, den har brug for en betydelig forsyning af frisk stjernedannende gas rundt om kanterne-mindre gasrige galakser, der spiraler blidt ind i vores, kan levere præcis det. "

Forskerne vil nu kombinere resultaterne af Auriga -projektarbejdet med data i undersøgelser fra observatorier som Gaia -missionen, for bedre at forstå, hvordan fusioner og kollisioner formede galakser som vores egne.