Los nuevos métodos computacionales nos permitieron crear el modelo más detallado de la escala del Universo. La herramienta ofrece información actualizada sobre el papel de los agujeros negros en la distribución de materia oscura, el proceso de creación y distribución de elementos pesados, así como la aparición de campos magnéticos.
El modelo IllustrisTNG es considerado el simulador universal más avanzado. Los detalles y la escala nos permiten estudiar la formación de galaxias, su desarrollo y crecimiento en conjunto con un proceso activo de nacimiento estelar.
Con un estudio telescópico de galaxias, los científicos solo pueden medir ciertas características y un número específico de objetos. La simulación le permite rastrear todas las propiedades de todas las galaxias. Además, los investigadores obtienen una visión no solo de la "apariencia" galáctica moderna, sino también de toda su historia.
Una sección delgada de la estructura espacial a gran escala en una simulación de IllustrisTNG. El brillo indica que la densidad y el color de la masa corresponden a la temperatura promedio del gas de una sustancia convencional (bariónica). El área cubre 1.200 millones de años luz. Esta es la simulación magnetohidrodinámica más grande de la formación de galaxias, que contiene más de 30 billones de elementos volumétricos y partículas.
Una sección delgada de la estructura espacial a gran escala en una simulación de IllustrisTNG. El brillo indica que la densidad y el color de la masa corresponden a la temperatura promedio del gas de una sustancia convencional (bariónica). El área cubre 1.200 millones de años luz. Esta es la simulación magnetohidrodinámica más grande de la formación de galaxias, que contiene más de 30 mil millones de elementos de volumen y partículas Durante el desarrollo, prueba y análisis de nuevos datos de proyectos, los empleados del Instituto de Tecnología de Massachusetts y el Instituto de Astrofísica e Investigación Espacial nombraron M.K. Kavli. La alta resolución de IllustrisTNG en combinación con un complejo modelo de formación galáctica hizo posible examinar en detalle los problemas de los campos magnéticos.
Rastreo de la velocidad del gas en una sección delgada con un espesor de 100 kiloparsec. Este es el segundo clúster más masivo en el TNG100. En las zonas negras, el gas prácticamente no se mueve, y en las zonas blancas supera los 1000 km / s. Demuestra el contraste entre el movimiento del gas en los filamentos cósmicos y los rápidos movimientos caóticos de un agujero negro supermasivo.
Simulación de un universo realista
IllustrisTNG es el receptor de la simulación original de Illustris creada por el mismo equipo de investigación. Se ha actualizado para agregar algunos procesos físicos que desempeñan un papel clave en la formación y evolución de las galaxias.
El proyecto también crea un modelo de un universo cúbico, que es inferior en tamaño al nuestro. El modelo rastrea la formación de un millón de galaxias con casi mil millones de años luz de ida.
La red cósmica de gas y materia oscura crea galaxias que se asemejan a formas y tamaños reales. Por primera vez, el modelado hidrodinámico pudo mostrar directamente los detalles de la creación de grupos.
El modelo también predice cómo la nave espacial cambiará con el tiempo. La atención principal se prestó a la materia oscura que subyace en todo el espacio. Incluso resultó predecir el efecto de los agujeros negros supermasivos en la distribución de materia a gran escala.
Astrofísica con código y supercomputadora
El proyecto requirió la creación de una versión potente del código AREPO coseno altamente paralelo. Fue utilizado en la computadora alemana más rápida, Hazel Hen. Para llevar a cabo una de las dos simulaciones principales, el equipo tuvo que conectar más de 24,000 procesadores. Las nuevas simulaciones han proporcionado más de 500 terabytes de información, cuyo análisis llevará muchos años.
Los agujeros negros supermasivos suprimen el nacimiento estelar
En un estudio, fue posible mostrar el efecto de los agujeros negros en las galaxias. La formación de estrellas hace que brillen azules a partir de objetos jóvenes. Sin embargo, se produce un cambio evolutivo repentino y la actividad se desvanece. Entonces la galaxia se llena de viejas estrellas rojas y muere.
El único objeto físico que puede llevar a esto son los agujeros negros supermasivos. Sus salidas rápidas aceleran al 10% de la velocidad de la luz y afectan a los sistemas estelares.
Nuevos resultados para estructuras galácticas
IllustrisTNG mejora la comprensión de la estructura jerárquica de la formación galáctica. Los teóricos creen que todo comienza con la aparición de pequeñas galaxias, que se funden en objetos más grandes. Numerosas colisiones destruyen galaxias y dispersan estrellas para crear nuevas galaxias. Ahora IllustrisTNG ayudará a revisar los pronósticos.
