Во время моделирования появления галактик нужно учитывать множество факторов. На них влияют процессы, связанные со звездообразованием и космическим излучением, охлаждением газа в межзвездной среде, обратной связью от аккреции черных дыр, магнитными полями и т. д. Астрономы использовали компьютерное моделирование формирования галактик, чтобы помочь понять взаимодействие этих процессов. Это, в свою очередь, поможет ответить на вопросы о том, как образовались первые галактики во Вселенной.
При нынешнем развитии технологий наблюдения в таком случае бесполезны. Моделирование образования галактик требует самосогласованного воссоздания всех космических механизмов одновременно. Ключевая трудность состоит в том, что каждый из них работает в разном пространственном масштабе, что делает практически невозможным правильное построение всех процессов одновременно.
Астрономы CfA Рахул Каннан и Ларс Хернквист со своими коллегами разработали новый вычислительный механизм, который последовательно включает все космические эффекты. В расчетах используется новая структура звездной обратной связи «Звезды и многофазный газ в галактиках» (SMUGGLE), которая объединяет процессы, связанные с излучением, пылью, газообразным молекулярным водородом (доминирующий компонент межзвездной среды), а также включает тепловое и химическое моделирование. SMUGGLE включен в популярный гидродинамический код AREPO, который имитирует эволюцию структур.
Мы представляем новую структуру для самосогласованного моделирования эффектов полей излучения, физики пыли и молекулярной химии в межзвездной среде (ISM) галактик. Модель сочетает в себе современный модуль радиационной гидродинамики с модулем неравновесной термохимии H и He, который учитывает H₂ в сочетании с эмпирической моделью образования и разрушения пыли. Все они интегрированы в новую структуру обратной связи по звездам SMUGGLE.
Авторы исследования
Астрономы проверили новое моделирование на галактике Млечный Путь и сообщили об отличном согласовании с наблюдениями. Ученые планируют расширить свою работу до симуляций с еще более точным пространственным разрешением.
Читать далее
Посмотрите на изображение Марса из 8 триллионов пикселей
Ученые вывели замену для теории относительности. В чем суть «теории всего»?