Область ранней Вселенной, где сформировался Млечный Путь, состояла из тысяч мелких галактик, показала трёхлетняя суперкомпьютерная симуляция MEGATRON. Результаты исследования, опубликованные 30 сентября в The Open Journal of Astrophysics, открывают новые данные о космическом рассвете и звёздах Population III.
Регион, ставший нашим космическим домом, выглядел совершенно иначе. Вместо единого крупного объекта там находилась сеть из тысяч компактных галактик. Некоторые из них бурно рождали новые звёзды, в то время как другие состояли исключительно из газа или были усеяны мёртвыми светилами и чёрными дырами, как сообщает Чикагский университет.
Этот масштабный проект получил название MEGATRON. Его авторы объединили в одной сложной модели законы гравитации, гидродинамику, излучение и химические процессы, чтобы проследить эволюцию галактики за первые два миллиарда лет.
Как создавалась симуляция MEGATRON
Создание модели потребовало трёх лет расчётов на высокопроизводительных суперкомпьютерах. Исследовательская группа под руководством Харли Каца, доцента кафедры астрономии и астрофизики Чикагского университета, включила в симуляцию расчёт неравновесной физики. По словам Каца, это первая масштабная работа такого рода.
Как отметил доцент кафедры астрономии и астрофизики Чикагского университета Харли Кац, «впервые мы можем напрямую предсказать, как ранний Млечный Путь выглядел бы в телескопах типа “Хаббла” или космического телескопа Джеймса Уэбба».
Главная статья описывает библиотеку из более чем 175 000 смоделированных спектров.
Сияющие объекты без звёзд
Модель предсказывает существование объектов, которые не содержат ни одной звезды, но при этом продолжают светиться.
Учёным удалось разрешить давнюю астрофизическую загадку, касающуюся распределения железа. В большинстве систем более мелкие галактики содержат меньше этого элемента, но в экстремально тусклых объектах его концентрация остаётся постоянной. Вычислительная модель указала на виновников этого феномена:
- Взрывы древнейших звёзд Population III, состоявших только из водорода и гелия.
- Способность этих ранних светил производить больше железа по сравнению с обычными сверхновыми.
- Потеря тяжёлых элементов в космосе в маленьких галактиках.
Как собирались космические структуры
Результаты работы подтверждают, что процесс формирования галактик был мозаичным и дробным. Вместо слияния нескольких массивных блоков наблюдалось постепенное объединение огромного множества мелких структур.
Вместо нескольких крупных строительных блоков мы видим свидетельства множества более мелких структур, которые постепенно объединялись.
Харли Кац
Шесть научных работ по проекту опубликованы в издании The Open Journal of Astrophysics. Полученные теоретические данные создают основу для сопоставления с новыми снимками телескопа Джеймса Уэбба, и впервые мы можем напрямую предсказать, как ранний Млечный Путь выглядел бы в телескопах типа “Хаббла” или космического телескопа Джеймса Уэбба
.
Читайте также
