Исследователи из Великобритании представили уникальную компьютерную симуляцию под названием COLIBRE. Она позволяет детально проследить эволюцию галактик, начиная с первых миллиардов лет после Большого взрыва и заканчивая современным состоянием Вселенной. Модель базируется на общепринятой космологической теории ΛCDM и подтверждает корректность наших текущих представлений о процессах формирования космических структур.
Революционный подход к моделированию газа и пыли
Работа симуляции обеспечивается вычислительными мощностями суперкомпьютера COSMA8, установленного в Даремском университете. Ключевое отличие COLIBRE от предыдущих аналогов заключается в способности учитывать поведение холодного газа и космической пыли — критически важных элементов для процесса звездообразования. Ранее подобные вычисления считались слишком трудоемкими для современных систем.
«Значительная часть материи в существующих галактиках находится в холодном и пыльном состоянии, однако большинство прошлых симуляций попросту игнорировали этот аспект», — поясняет руководитель проекта Йооп Шайе из Лейденского университета.
В ходе работы модель успешно воссоздает галактики, характеристики которых практически не отличаются от наблюдаемых объектов в реальности. Ученые уделили особое внимание роли мелких частиц пыли: они способствуют образованию молекул водорода и эффективно блокируют ультрафиолетовое излучение, которое в ином случае препятствовало бы охлаждению газа и последующему рождению новых звезд.
Загадки ранней Вселенной
Несмотря на высокую точность модели, некоторые астрономические феномены остаются вне рамок COLIBRE. В частности, это касается аномальных «красных точек», обнаруженных телескопом «Джеймс Уэбб» спустя всего 600 миллионов лет после Большого взрыва. Природа этих объектов до сих пор вызывает споры: ученые предполагают, что это могут быть зародыши сверхмассивных черных дыр, однако конкретный механизм их возникновения пока не установлен.
Накопленный массив данных, полученный в ходе работы COLIBRE, станет предметом исследований на многие годы вперед. Разработанные инструменты моделирования позволят глубже понять механизмы роста и трансформации галактических структур.
«Мы не просто занимаемся фундаментальной наукой, но и создаем совершенно новые методологии для ее познания», — подытожил Джеймс Трейфорд из Портсмутского университета, один из ведущих разработчиков модуля пыли и системы звуковой визуализации проекта.
