Компьютерная модель позволила прояснить процесс формирования крупнейших галактик Вселенной
В глубинах Вселенной есть немало интересных и даже удивительных вещей. Одна из них — это наша галактика, Млечный Путь, в которой каждый год формируется одна или две новых звезды. Но есть и галактики, которые можно назвать настоящим звездным горнилом, в них формируются тысячи новых звезд в год. И до настоящего момента ученые не могли понять, в чем здесь секрет.
Эти древние галактики, которые называются субмиллиметровыми галактиками (большинство из них были открыты с помощью субмиллиметрового телескопа Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), расположенного на Гавайских островах) накапливают огромное количество газа, делают они это миллионы лет. После газ отбрасывается к внешним границам галактик, где и происходит формирование множества новых звезд.
Прояснить этот вопрос помогло новое исследование с использованием ресурсов производительных компьютерных систем. А результаты исследования уже опубликованы в авторитетном издании Nature. Участники исследования считают, что эти крупные и очень яркие галактики были сформированы вскоре после Большого Взрыва. При этом это необычное явление, поскольку для формирования крупных галактик требуется значительное время. Ученым же удалось создать компьютерную модель формирования галактик, и показать, почему все так происходит.
Интересно, что раньше считалось, что подобные сверх-яркие галактики образуются в результате слияния двух или даже большего количества объектов. В итоге образовавшаяся гигантская галактика содержит двойное количество звезд, и ее светимость очень высока. Оказывается, это не так. Да, некоторые галактики сливаются, это правда. Но светимость субмиллиметровых галактик на порядок выше, чем светимость слившихся объектов. Размер их также на порядок выше, чем у «гибридных» галактик.
Для того, чтобы узнать больше о процессе формирования гигантов, ученые построили модель, объясняющую этот процесс, с моделированием эволюции галактик, образовавшихся уже через 2 миллиарда лет после Большого взрыва. В компьютерной модели исследовался небольшой участок ранней Вселенной, с учетом многих факторов, включая гравитацию, появление звезд, потоков газа и т.п. Все эти данные были введены в компьютерную систему, после чего ученые получили модель того, как все могло образоваться.
/cdn0.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/4090776/narayanan_publicity1.0.png)
Модель распространения газа в субмиллиметровой галактике
Как уже говорилось выше, гигантские галактики образовались достаточно быстро, и чем больше они становились, тем больше газа захватывали, и тем большее количество звезд формировалось на краях таких объектов. Похоже на то, считают специалисты, что обычная крупная галактика превращается в субмиллиметровую после того, как становится способной отбрасывать газ к своему краю, от центра к периферии. Вполне возможно, что все галактики, масса которых равна определенному значению, или превышает его, являются субмиллиметровыми.
Конечно, все это не является непреложным фактом, ученые построили компьютерную модель, которая работает — поэтому некоторые специалисты считают, что эта модель отражает действительное положение вещей. Тем не менее, сейчас астрономы собирают дополнительные данные при помощи такой системы, как Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка (сокр.: ALMA. англ.: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). ALMA — международный проект, целью которого является изучение процессов, происходивших на протяжении первых сотен миллионов лет после Большого Взрыва, когда формировалось первое поколение звёзд.
С помощью ALMA планируется получить новые данные, объясняющие механизмы эволюции Вселенной. Сейчас комплекс еще расширяют. По завершению проекта ALMA будет состоять как минимум из 66 радиотелескопов 7 и 12 метров в диаметре каждый, объединённых в единый радиоинтерферометр. Для корреляции совместной работы всех антенн на станции установлен суперкомпьютер, способный выполнять 17 квадриллионов операций в секунду.
