No tempo necessário para dar vida à vida humana, um supercomputador e uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e do Instituto de Física Teórica de Zurique deram origem à primeira simulação da física envolvida na vida humana. formação de galáxias que produziu a Via Láctea. Eles nomearam seu filho Eris ...
"Os esforços anteriores para formar uma galáxia enorme de discos como a Via Láctea falharam, porque as galáxias simuladas acabaram com enormes protuberâncias centrais em comparação com o tamanho do disco", disse Javiera Guedes, que recentemente obteve seu doutorado. em astronomia e astrofísica na UC Santa Cruz e é o primeiro autor de um artigo aceito para publicação no Astrophysical Journal.
Como a Via Láctea, Eris é uma adorável galáxia espiral barrada - sua figura e seu conteúdo estelar são tão idênticos quanto a modelagem. Ao estudar nossa própria galáxia e outras semelhantes, essa simulação se encaixa no molde de todos os ângulos. "Dissecamos a galáxia de muitas maneiras diferentes para confirmar que ela se encaixa nas observações", disse Guedes.
E “sete irmãs” também estavam envolvidas no projeto. O supercomputador de Plêiades, da NASA, assumiu a tarefa de 1,4 milhão de horas de processador. Mas os cálculos não pararam por aí. Também foram envolvidas simulações em supercomputadores na UCSC e no Centro Nacional de Supercomputação da Suíça. "Corremos o risco de gastar uma quantidade enorme de tempo do supercomputador para simular uma única galáxia com resolução extra-alta", disse Madau.
Por mais de duas décadas, tentativas de criar a evolução de uma galáxia do tipo Via Láctea estão fora do alcance dos pesquisadores. Eles simplesmente não conseguiram produzir a forma, o tamanho e a população adequados às propriedades conhecidas. Graças a essa nova inovação, o apoio à teoria da "matéria escura fria" predominou e a teoria do Big Bang apoiou. O que deu a Eris a vantagem? Experimente nossa agora melhor compreensão da formação estelar.
"A formação de estrelas em galáxias reais ocorre de forma agrupada, e reproduzir isso de uma simulação cosmológica é difícil", disse Madau. “Esta é a primeira simulação capaz de resolver as nuvens de gás de alta densidade onde ocorre a formação de estrelas, e o resultado é uma galáxia do tipo Via Láctea, com uma pequena protuberância e um grande disco. Isso mostra que o cenário de matéria escura fria, onde a matéria escura fornece os andaimes para a formação de galáxias, é capaz de gerar galáxias realistas, dominadas por discos. ”
Dar à luz Eris não foi uma tarefa fácil. Através de simulações de baixa resolução, os pesquisadores começaram a reunir aglomerados de matéria escura - moldando-os em halos galácticos. A partir daí, eles selecionaram informações em uma auréola com massa semelhante e histórico de fusões semelhantes às nossas e “rebobinaram a fita” até a infância. Ao se concentrarem em uma área pequena, eles puderam adicionar informações adicionais sobre partículas e acelerar a resolução.
“A simulação segue as interações de mais de 60 milhões de partículas de matéria escura e gás. Muita física entra no código - gravidade e hidrodinâmica, formação de estrelas e explosões de supernovas - e essa é a simulação cosmológica de mais alta resolução já feita dessa maneira ”, disse Guedes, atualmente pesquisador de pós-doutorado no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique (ETH Zurique).
O que diferencia a Eris de seus antecessores é a capacidade de "ver" em alta resolução / alta densidade. Isso permite uma abordagem mais pragmática da formação e colocação de estrelas. É uma consideração importante, porque a supernova ocorre em regiões de alta densidade e a alta resolução permite que elas sejam levadas em consideração.
"As supernovas produzem saídas de gás da parte interna da galáxia, onde de outra forma formariam mais estrelas e formariam uma grande protuberância", disse Madau. “A formação de estrelas em cluster e a injeção de energia das supernovas estão fazendo a diferença nesta simulação.”
Levante-se, Eris ... Chegou a sua hora!
Fonte da matéria original: Notícias da Universidade de Santa Cruz. Para uma leitura mais aprofundada: formação de espirais realistas do tipo tardio em um universo de LCDM: a simulação de Eris.
