Genom det synliga glaset: För att bättre förstå hur galaxer faktiskt bildades, måste vi kunna se deras bildning och tillväxt under miljarder år. Istället för en tidsmaskin använder forskare från University of Arizona superdatorer för att simulera miljoner universum och galaxer.
Forskare har studerat bildandet av galaxer med den senaste tekniken i årtionden, men ännu inte har vi knappt repat ytan för att förstå exakt hur denna stora kropp växer, utvecklas och beter sig.
Det är en fråga om skala och tid, egentligen: de är väldigt stora och har funnits så länge att våra observationer bara ger en kortvarig bild.
Peter Behroozi, biträdande professor vid UA Steward Observatory, sade att simulera en enda galax kräver 10 till 48: e beräkningsoperationer. “Alla datorer på jorden tillsammans kan inte göra det på hundra år. Så för att bara simulera en galax, än mindre 12 miljoner, måste vi göra det annorlunda, sade han.
Således kodas varje simulerat universum för att följa olika fysiska teorier om hur galaxer bör bildas. Under en period av tre veckor krossade “Ocelote” superdatorn i High Performance Computing UA-klustret i antal, bearbetade data på mer än åtta miljoner simulerade universum och 12 miljoner galax som sträcker sig från cirka 400 miljoner år efter Big Bang till nutid.
Resultaten har hjälpt forskare att förstå varför galaxer slutar bilda nya stjärnor även när de har mycket vätgas att göra det.
“När vi återvänder tidigare och tidigare i universum, skulle vi förvänta oss att mörk materia blir tätare och därför blir gasen varmare. Detta är dåligt för stjärnbildningen, så vi tror att många galaxer i universum bör börja sluta bilda stjärnor under en lång tid, “sa Behroozi. “Men vi hittade det motsatta: galaxer av en viss storlek är mer benägna att bilda stjärnor i högre takt, i strid med förväntningarna.”
Teamets uppsats om denna fråga, UNIVERSEMACHINE: Samband mellan Galaxy Assembly Halo Growth och Dark Material från z = 0-10, finns tillgängligt online om du vill gräva djupare.
Masthead kredit: spiral galax av Alex Mit. Stjärnspåret av Christina Siow.
