科學家設法提高超級電腦模擬準確性揭開星系形成背後的秘密
近十年來,電腦模擬技術取得了重大進展,可以真實地計算星系的形成過程。這些宇宙學模擬對於我們了解星系、恆星和行星的來源至關重要。然而,這些模型的預測結果會受到模擬解析度的限制,以及一些因素的假設影響,例如恆星的生老病死和星際介質的演化。 天文學家可以用超級電腦來模擬星系從138 億年前宇宙大爆炸至今的形成過程。但是,這其中存在許多誤差來源。由隆德研究人員領導的國際研究小組在八年時間裡花費了一億個電腦小時試圖糾正這些錯誤。 為了最大限度地減少誤差來源,製作出更精確的模擬結果,由隆德大學的Santi Roca-Fàbrega、首爾國立大學的Ji-hoon Kim 和加州大學的Joel R. Primack 領導的來自60 所高等院校的160 名研究人員通力合作,現在公佈有史以來最大規模的模擬對比結果。「要在星系形成理論方面取得進展,對不同模擬的結果和代碼進行比較至關重要。」天體物理學研究員桑蒂-羅卡-法布雷加(Santi Roca-Fàbrega)說:”我們現在已經做到了這一點,將世界上最好的星系模擬器背後相互競爭的代碼組聚集在一起,進行了一種超級比較。”該合作計畫的三篇論文(即CosmoRun 模擬)現已發表在《天文物理學雜誌》上。在這些論文中,研究人員分析了一個與銀河系質量相同的星系的形成過程。模擬基於相同的天文物理假設,包括宇宙中第一批恆星產生的紫外線背景輻射、氣體冷卻和加熱以及恆星形成過程。模擬宇宙的一部分。資料來源:AGORA 協作小組新成果讓研究人員得出結論,像銀河系這樣的圓盤星系在宇宙歷史上形成的時間非常早,這與詹姆斯-韋伯望遠鏡的觀測結果是一致的。他們也找到了一種方法,使衛星星系–圍繞較大星系運行的星系–的數量與觀測結果相一致,最終解決了一個眾所周知的問題,即”衛星缺失問題”。此外,研究小組還揭示了星系周圍的氣體如何成為逼真模擬的關鍵,而不是恆星的數量和分佈,因為恆星的數量和分佈是以前的標準。Santi Roca-Fàbrega 說:”這項工作已經持續了八年,需要運行數百次模擬,使用一億個小時的超級運算設施。”他們的旅程仍在繼續,以進一步完善星系形成的模擬。Santi Roca-Fàbrega 和他的同事們希望透過每項技術成果,為宇宙和星系的誕生與演化這令人眼花撩亂的謎題增添新的內容。Santi Roca-Fàbrega說:”這是對星系形成進行更可靠模擬的開始,這反過來將幫助我們更好地了解我們的銀河系。”編譯自: ScitechDaily