Астрофизикам впервые удалось смоделировать рождение Млечного пути. Для симуляции потребовался суперкомпьютер и 9 месяцев процессорного времени.
Астрономы из Калифорнийского университета в Санта-Круз сделали то, чего ученые всего мира не могли достичь на протяжении последних десятилетий. Проведя сложнейшее компьютерное моделирование, они родили в недрах компьютера спиральную галактику, похожую на Млечный путь. «Прежние попытки сформировать массивную плоскую галактику наподобие Млечного пути провалились, так как полученные галактики имели огромный балдж (центральное утолщение), сравнимый с размерами диска», -- пояснил Хавьера Гуедес (Javiera Guedes), автор исследования.
По словам Пьеро Мадау (Piero Madau), соавтора работы, принятой к публикации в журнале Astrophysical Journal, вычисления потребовали задействования мощного суперкомпьютера Pleiades, распределенные вычисления на котором заняли 1,4 млн часов процессорного времени. «Мы в определенном смысле рисковали, задействовав такое количество процессорного времени для просчета одной галактики с необычайно высоким разрешением», -- пояснил Мадау.
В этот раз астрофизики не просто взяли N материальных точек и проследили за их эволюцией. Ученые учли большинство процессов, которые протекают в типичных спиральных галактиках. «Моделирование включало просчет взаимодействия между 60 млн частиц темной материи и газа. Большая часть задействованной физики – гравитация, гидродинамика, образование звезд и взрывы сверхновых», -- добавил Гуедес. Расчеты ученых подтвердили бытующее представление о том, что изначальные сгустки невидимой темной материи, наблюдавшиеся вскоре после Большого взрыва, определяли формирование будущих галактик. Эти очаги плотности притягивали обычную (барионную) материю, которая давала жизнь новым звездам и скоплениям.
9 месяцев
Оказалось, что учет и моделирование вспышек сверхновых звезд в эволюции галактики, привели ученых к успеху. Взрываясь как сверхновые, в далеком прошлом проэволюционировавшие звезды выметали вещество из центральных областей Млечного пути, лишив его к настоящему времени толстого балджа. Галактика родилась спустя 9 месяцев после начала вычислений. По яркости, отношению толщины диска и балджа, звездному населению и другим ключевым параметрам детище ЭВМ оказалось весьма похожим на Млечный путь и типичные спиральные галактики. «Мы рассекли галактику по разным направлениям и подтвердили, что мы видим совпадение с наблюдательными данными», -- добавил Гуедес.
