חוקרים קידמו הדמיות היווצרות גלקסיות, שחשפו היווצרות מוקדמת של גלקסיות דיסק ופתרו את "בעיית הלוויינים החסרים", מה שמסמן צעד משמעותי לקראת הבנת היקום. קרדיט: twoday.co.il.com
אסטרונומים יכולים להשתמש במחשבי-על כדי לדמות היווצרות של גלקסיות מה- המפץ הגדול לפני 13.8 מיליארד שנים ועד היום. אבל יש מספר מקורות שגיאה. צוות מחקר בינלאומי, בראשות חוקרים בלונד, השקיע מאה מיליון שעות מחשב במשך שמונה שנים בניסיון לתקן את אלה.
בעשור האחרון נרשמה התקדמות גדולה בסימולציות ממוחשבות שיכולות לחשב באופן מציאותי כיצד נוצרות גלקסיות. הדמיות קוסמולוגיות אלו הן חיוניות להבנתנו מהיכן מגיעים גלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת. עם זאת, התחזיות ממודלים כאלה מושפעות ממגבלות ברזולוציה של ההדמיות, כמו גם מהנחות לגבי מספר גורמים, כמו איך כוכבים חיים ומתים והתפתחות המדיום הבין-כוכבי.
מאמצים משותפים משפרים את הדיוק
כדי למזער את מקורות הטעויות ולייצר סימולציות מדויקות יותר, 160 חוקרים מ-60 מוסדות להשכלה גבוהה – בראשות סאנטי רוקה-פברגה מאוניברסיטת לונד, ג'י-הון קים מהאוניברסיטה הלאומית של סיאול וג'ואל ר. פרימק מאוניברסיטת קליפורניה – שיתפו פעולה וכעת מציגים את תוצאות ההשוואה הגדולה ביותר של סימולציות שנעשו אי פעם.
"כדי להתקדם לקראת תיאוריה של היווצרות גלקסיות, חיוני להשוות תוצאות וקודים מסימולציות שונות. עשינו זאת כעת על ידי איחוד קבוצות קוד מתחרות מאחורי סימולטורי הגלקסיות הטובים בעולם במעין השוואת-על", אומר סנטי רוקה-פברגה, חוקר באסטרופיזיקה.
שלושה מאמרים משיתוף הפעולה הזה, הידועים כסימולציות CosmoRun, פורסמו כעת ב ה כתב עת אסטרופיזי. באלה, החוקרים ניתחו את היווצרותה של גלקסיה בעלת מסה זהה לזה של שביל החלב. ההדמיה מבוססת על אותן הנחות אסטרופיזיות לגבי קרינת הרקע האולטרה-סגולה שייצרו הכוכבים הראשונים ביקום, קירור הגז והחימום ותהליך היווצרות הכוכבים.
חלק מהיקום המדומה. קרדיט: The AGORA Collaboration
תובנות מהדמיות CosmoRun
התוצאות החדשות מאפשרות לחוקרים להסיק שגלקסיות דיסק כמו שביל החלב נוצרו מוקדם מאוד בהיסטוריה של היקום, בהתאם לתצפיות מטלסקופ ג'יימס ווב. הם גם מצאו דרך להפוך את מספר גלקסיות הלוויין – גלקסיות המקיפות גלקסיות גדולות יותר – להתאמה עם תצפיות שפותרות סוף סוף בעיה ידועה בקהילה ומכונה "בעיית הלוויינים החסרים".
בנוסף, הצוות חשף כיצד הגז המקיף את הגלקסיות הוא המפתח להדמיות מציאותיות, ולא מספר ותפוצת הכוכבים, שהיו בעבר הסטנדרט.
"העבודה נמשכת בשמונה השנים האחרונות וכללה הפעלת מאות סימולציות ושימוש במאה מיליון שעות של מתקני מחשוב-על", אומר Santi Roca-Fàbrega.
כעת המסע ממשיך לחדד עוד יותר את הדמיות של היווצרות גלקסיות. עם כל הישג טכנולוגי, Santi Roca-Fàbrega ועמיתיו מקווים להוסיף חלקים חדשים לפאזל המסחרר של לידת והתפתחות היקום והגלקסיות.
"זוהי ההתחלה של סימולציות אמינות יותר של היווצרות גלקסיות, שבתורן יעזרו לנו להבין טוב יותר את הגלקסיה הביתית שלנו, שביל החלב", אומר סנטי רוקה-פברגה.
בנוסף לאוניברסיטת לונד, השתתפו בעבודה כ-60 אוניברסיטאות וארגונים.
