Novos métodos computacionais nos permitiram criar a modelagem mais detalhada da escala do Universo. A ferramenta oferece informações atualizadas sobre o papel dos buracos negros na distribuição de matéria escura, o processo de criação e distribuição de elementos pesados, bem como a ocorrência de campos magnéticos.
O modelo IllustrisTNG é considerado o simulador universal mais avançado. Detalhes e escala nos permitem estudar a formação de galáxias, seu desenvolvimento e crescimento em conjunto com um processo ativo de nascimento estelar.
Com um levantamento telescópico de galáxias, os cientistas podem medir apenas certas características e um número específico de objetos. A simulação permite rastrear todas as propriedades de todas as galáxias. Além disso, os pesquisadores têm uma visão não apenas da "aparência" galáctica moderna, mas também de toda a sua história.
Uma seção fina da estrutura espacial de grande escala em uma simulação IllustrisTNG. O brilho indica que a densidade e a cor da massa correspondem à temperatura média do gás de uma substância (bariônica) convencional. A área cobre 1,2 bilhão de anos-luz. Esta é a maior simulação magneto-hidrodinâmica da formação de galáxias, contendo mais de 30 bilhões de elementos volumétricos e partículas
Uma seção fina da estrutura espacial de grande escala em uma simulação IllustrisTNG. O brilho indica que a densidade e a cor da massa correspondem à temperatura média do gás de uma substância (bariônica) convencional. A área cobre 1,2 bilhão de anos-luz. Esta é a maior simulação magneto-hidrodinâmica da formação de galáxias, contendo mais de 30 bilhões de elementos volumétricos e partículas Sobre o desenvolvimento, teste e análise de novos dados de projeto, funcionários do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e do Instituto de Astrofísica e Pesquisa Espacial nomeados M.K. Kavli. A alta resolução do IllustrisTNG em combinação com um modelo complexo de formação galáctica tornou possível examinar em detalhe os problemas dos campos magnéticos.
Velocidade do gás de rastreamento em uma seção fina com uma espessura de 100 kiloparsec. Este é o segundo cluster mais massivo do TNG100. Nas áreas pretas, o gás praticamente não se move e nas áreas brancas excede 1000 km / s. Ele demonstra o contraste entre o movimento do gás em filamentos cósmicos e os movimentos rápidos e caóticos de um buraco negro supermassivo.
Simulação de um universo realista
O IllustrisTNG é o receptor da simulação original Illustris criada pela mesma equipe de pesquisa. Foi atualizado para adicionar alguns processos físicos que desempenham um papel fundamental na formação e evolução das galáxias.
O projeto também cria um modelo de um universo cúbico, que é inferior em tamanho ao nosso. O modelo rastreia a formação de um milhão de galáxias com quase 1 bilhão de anos-luz de um lado.
A rede cósmica de gás e matéria escura cria galáxias que se assemelham a formas e tamanhos reais. Pela primeira vez, a modelagem hidrodinâmica foi capaz de mostrar diretamente os detalhes da criação de clusters.
O modelo também prevê como a espaçonave mudará com o tempo. A principal atenção foi dada à matéria escura subjacente a todo o espaço. Ele chegou mesmo a prever o efeito de buracos negros supermassivos na distribuição de matéria em larga escala.
Astrofísica com código e supercomputador
O projeto exigiu a criação de uma versão poderosa do código AREPO altamente paralelo. Foi usado no computador alemão mais rápido, Hazel Hen. Para realizar uma das duas principais simulações, a equipe teve que conectar mais de 24.000 processadores. Novas simulações forneceram mais de 500 terabytes de informação, cuja análise levará muitos anos.
Buracos negros supermassivos suprimem o nascimento estelar
Em um estudo, foi possível mostrar o efeito dos buracos negros nas galáxias. A formação de estrelas faz com que elas brilhem de azul a partir de objetos jovens. No entanto, uma mudança evolutiva repentina ocorre e a atividade desaparece. Então a galáxia é preenchida com estrelas vermelhas e morre.
O único objeto físico que pode levar a isso é buracos negros supermassivos. Suas rápidas vazões aceleram a 10% da velocidade da luz e afetam os sistemas estelares.
Novos resultados para estruturas galácticas
IllustrisTNG melhora a compreensão da estrutura hierárquica da formação galáctica. Os teóricos acreditam que tudo começa com o aparecimento de pequenas galáxias, que se fundem em objetos maiores. Numerosas colisões destroem galáxias e espalham estrelas para criar novas galáxias. Agora o IllustrisTNG ajudará a verificar as previsões.
