Модель охватывает первые два миллиарда лет после Большого взрыва в объёме, в 100 раз превышающем предыдущие, и впервые отслеживает двойную реионизацию водорода и гелия
Учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики представили Lumina — одну из крупнейших и наиболее детализированных симуляций ранней Вселенной. Расчёт был выполнен на 15 000 графических процессорах суперкомпьютера Frontier в Ок-Риджской национальной лаборатории и охватывает пространство с размером около 1,5 миллиарда световых лет. Это более чем в 100 раз превышает масштаб аналогичных симуляций, при этом сохраняя разрешение, необходимое для исследования формирования галактик, звёзд и чёрных дыр.
Lumina воспроизводит взаимодействие обычного вещества, тёмной материи и космического излучения в первые два миллиарда лет существования Вселенной. Она отслеживает появление первых галактик и то, как они изменили обширные регионы межгалактического газа. Главное новшество заключается в том, что впервые в симуляции такого масштаба удалось захватить процесс гелиевой реионизации с учётом его обратного влияния на эволюцию моделируемой среды.
«Теперь мы можем наблюдать, как водород и гелий изменялись в современную форму в таком обширном объёме, одновременно разрешая галактики и другие светящиеся объекты, которые управляют этим процессом», — отметил соавтор работы Аарон Смит, профессор физики Техасского университета в Далласе.
Инструмент был разработан для сопоставления с данными, поступающими от космических телескопов «Джеймс Уэбб» (JWST) и «Нэнси Грейс Роман» (Roman). С запуском этих обсерваторий астрономы начали сталкиваться с ограничениями существующих моделей, и Lumina призвана стать предсказательной основой для проверки теорий. Как объяснил ведущий автор Оливер Зир, «чтобы понять, что мы наблюдаем через эти телескопы, необходимо перевести наши теории в детализированные предсказания».
В будущем платформа позволит исследовать движение газов между галактиками, влияние реликтового излучения на космическую эволюцию и формирование областей интенсивного звёздообразования.
Источник