Lélegzetelállító szimuláción követhető nyomon, hogyan keletkeztek a galaxisok a világegyetem születésének a hajnalán

Nincsen túlélhető és fenntartható jövőnk tudomány nélkül, ahogy nekünk sincsen nélkületek. Támogasd a Qubit munkáját!

Német és amerikai csillagászok sajátos time-lapse videón mutatják be egy galaxis születését, a világegyetem csillagászati léptékkel mért csecsemőkorától egészen napjainkig. A videó az ősrobbanás, a Big Bang után alig fél milliárd évvel indul, és időben közel 14 milliárd év eseményeit ismerteti. Térben is csillagászati léptékű: mintegy 230 millió fényévnyi területen zajló csillagformálódást mutat be. A kutatók a videó elkészítéséhez először lefuttatták a galaxisképződést aprólékos részletességgel nyomon követő szimulációt, majd az ebből nyert adatokat videóban zenésítették meg. Íme:

A videóban több mint 20 milliárd részecske kel életre: ezek egy része sötét, vagyis láthatatlan anyagban koncentrálódik, míg a többi részt vesz a csillagformálásban, a kozmikus gázok, mágneses mezők és a fekete lyukak kialakításában. A számítógépen formálódó univerzumban 47,4 millió naptömegnyi anyag összpontosul.

Egy éven át dolgoztak a processzorok

A csillagászcsapat a stuttgarti Cray XC40-es, Hazel Hen (császármadár) becenevű  szuperszámítógépen futtatta a videó alapjául szolgáló szimulációt. A számításokat 16 ezer processzor végezte több mint egy éven át, megállás nélkül. Ha ezt egyetlen processzorral kellett volna kivitelezni, a számítások 15 ezer évig tartottak volna. 

A Max Planck Intézet csillagászai a szimulációt azért tartják különösen ígéretesnek, mert „több információt eredményezett, mint amennyit az elején beletettek”. A világegyetem-modellben szerintük olyan természetes folyamatok játszódtak le spontán, amelyeket nem lehetett előre megjósolni – írták a kutatók a szimulációt a a brit Királyi Csillagászati Társaság, a Royal Astronomical Society havilapjában. 

A spontán rendszerek kialakulásának példájaként említették a Napnak is otthont adó Tejútrendszerhez hasonló, korong alakú galaxisok kialakulásának a lépéseit szemléletesen bemutató adatsorokat, illetve az azokból készített képsorokat. A gyorsan forgó korong alakú galaxisok a teljesen rendszertelen, kaotikus gázfelhőkből formálódtak a világegyetem korábbi szakaszaiban. 

A csillagformálódás kezdeti szakaszaiban a fiatal csillagok először körkörössé formálódó pályán kezdenek mozogni, és fokozatosan spirális galaxisokat, afféle galaktikus körhintákat alakítanak ki. Később, az újonnan formálódó galaxisok belsejében egyre nagyobb lesz a rend. „A világegyetem fiatalabb korában vadabb, kaotikusabb hely volt”– foglalták össze az adatokból levont tanulságot a kutatók.

Kapcsolódó cikkeink a Qubiten: