Symulacja komputerowa pomaga zbadać wczesne formowanie się galaktyk

Opracowana przez naukowców nowa symulacja komputerowa wczesnego Wszechświata, w którym formowały się galaktyki, jest zgodna z obserwacjami potwierdzonymi przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).

Początkowe obserwacje Kosmicznego Teleskopu Webba, zdaniem naukowców wskazywały na to, że coś może być nie tak w rozumieniu wczesnego formowania się galaktyk. Pierwsze galaktyki badane przez JWST wydawały się być jaśniejsze i masywniejsze od teoretycznych przewidywań.

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Maynooth University w Irlandii i Georgia Institute of Technology pokazują, że obserwacje wykonane za pomocą Teleskopu Webba nie są sprzeczne z teoretycznymi oczekiwaniami. Tak zwana „symulacja renesansowa” wykorzystana przez astronomów, to seria wysoce zaawansowanych symulacji komputerowych formowania się galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Badanie zostało opisane w czasopiśmie The Open Journal of Astrophysics

Jak zaznaczają naukowcy, symulacje są w stanie rozpoznać bardzo małe kępy ciemnej materii i śledzić je w miarę ich krzepnięcia i tworzenia się halo ciemnej materii, w których następnie powstają obserwowane rodzaje galaktyk. Symulacje mogą również modelować powstawanie pierwszych gwiazd, które tworzą się w naszym Wszechświecie – gwiazd populacji III – które powinny być znacznie masywniejsze i jaśniejsze niż obecne tego typu obiekty.

Symulacja wykorzystna przez astronomów wykazała, że galaktyki te są zgodne z modelami, które dyktują obecną fizykę kosmologiczną.

„Pokazaliśmy, że te symulacje są kluczowe dla zrozumienia naszego pochodzenia we Wszechświecie. W przyszłości mamy nadzieję wykorzystać te same metody do zbadania wzrostu masywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie” – mówi Joe M. McCaffrey, doktorant na Wydziale Fizyki Teoretycznej w Maynooth i główny autor badania.

„JWST zrewolucjonizował nasze rozumienie wczesnego Wszechświata. Wykorzystując jego niesamowitą moc, jesteśmy teraz w stanie spojrzeć na kosmos, jaki był zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu – w czasie, gdy Wszechświat miał mniej niż 1 procent swojego obecnego wieku” – stwierdza dr John Regan, profesor nadzwyczajny na Wydziale Fizyki Teoretycznej w Maynooth.

„Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pokazuje nam, że młody Wszechświat był pełen masywnych gwiazd i ewoluującej populacji masywnych czarnych dziur. Następnym krokiem będzie wykorzystanie tych obserwacji do kierowania naszymi modelami teoretycznymi – coś, co do niedawna było po prostu niemożliwe” – dodaje.

Emil Gołoś