Virtuální 'vesmírný stroj' vrhá světlo na vývoj galaxií

MAGAZÍN - Vesmír autor: Radek Chlup

Astronomové vytvořili v počítačích miliony vesmírů a získali cenné poznatky o vývoji galaxií, vzniku hvězd a úloze temné hmoty.

Vývoj galaxií lze simulovat v počítači

Vývoj galaxií lze simulovat v počítači,zdroj: HFF Team/STScI

Peter Behroozi z americké Steward Observatory na University of Arizona a jeho spolupracovníci vytvořili v několika superpočítačích osm milionů simulovaných vesmírů, z nichž každý obsahuje 12 milionů galaxií. Na nich pak ověřovali teorie o vzniku a růstu galaxií. 

Tvůrci svému postupu říkají UniverseMachine, tedy Stroj na vesmíry. 

Stroj "vyráběl" vesmíry

Během experimentu výzkumníci použili superpočítace z Ames Research Center NASA, německého institutu Leibniz-Rechenzentrum a z University of Arizona. Pomocí počítačových simulací už vědci dokázali odpovědět na otázku, jak je možné, že v galaxiích ustává vývoj nových hvězd, i když je v nich pro ně stále dost vodíku.

Dřívější teorie byla založena na rovnováze mezi snahou studeného plynu se shlukovat a tvořit hvězdné školky a působením černé díry ve středu galaxie, která naopak do svého okolí žene horký plyn, který formování hvězd narušuje. V tom pomáhají i supernovy nebo svou gravitací temná hmota. 

"Očekávali bychom, že temná hmota bude hustší, a proto bude plyn více horký. To je špatné pro formování hvězd. Tak jsme si mysleli, že mnoho galaxií v raném vesmíru by mělo přestat tvořit hvězdy už dávno," píše se ve zprávě výzkumu.

Behroozi se svým týmem zjistil, že tomu tak není.

Vědci vylepšili simulace, aby umožnili časným galaxiím po delší dobu efektivně pokračovat ve tvorbě hvězd. Postupně se tyto galaxie začaly vyvíjet do virtuálních vesmírů.

Výzkumníci tak zjistili, že galaxie v dřívějších dobách formovaly hvězdy účinněji, než jak si mysleli. Energie vytvořená černými dírami a explozemi supernov tedy není při vzniku nových hvězd tolik účinná.

Na stopě dalších záhad

Je to první studie, která přesně simuluje část našeho vesmíru. Jeho 12 milionů galaxií je ale jen vstupem ke stovkám miliard galaxií, o kterých vědci věří, že zaplňují skutečný vesmír.

Superpočítače se stávají čím dál tím silnějšími nástroji a vědcům nemusí trvat dlouho, než budou moci simulovat vesmír v celé jeho kráse. Možná tak vyřeší ještě více záhad – třeba i tajemnou temnou hmotu.

Studie byla publikována v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tagy: vesmír temná hmota galaxie supernova věda a poznání černé díry historie vesmíru počítačová simulace