De nouvelles méthodes de calcul nous ont permis de créer la modélisation la plus détaillée de l’échelle de l’Univers. L'outil fournit des informations actualisées sur le rôle des trous noirs dans la distribution de la matière noire, le processus de création et de distribution d'éléments lourds, ainsi que l'apparition de champs magnétiques.
Le modèle IllustrisTNG est considéré comme le simulateur universel le plus avancé. Les détails et l’échelle nous permettent d’étudier la formation des galaxies, leur développement et leur croissance parallèlement à un processus actif de naissance stellaire.
Avec une étude télescopique des galaxies, les scientifiques ne peuvent mesurer que certaines caractéristiques et un nombre spécifique d’objets. La simulation vous permet de suivre toutes les propriétés de toutes les galaxies. En outre, les chercheurs ont un aperçu non seulement de "l'apparence" galactique moderne, mais également de toute son histoire.
Section mince de la structure spatiale à grande échelle dans une simulation IllustrisTNG. La luminosité indique que la densité et la couleur de la masse correspondent à la température moyenne du gaz d'une substance (baryonique) conventionnelle. La zone couvre 1,2 milliard d'années lumière. Il s'agit de la plus grande simulation magnétohydrodynamique de la formation de galaxies, contenant plus de 30 milliards d'éléments volumiques et de particules.
Section mince de la structure spatiale à grande échelle dans une simulation IllustrisTNG. La luminosité indique que la densité et la couleur de la masse correspondent à la température moyenne du gaz d'une substance (baryonique) conventionnelle. La zone couvre 1,2 milliard d'années lumière. C’est la plus grande simulation magnétohydrodynamique de la formation de galaxies, contenant plus de 30 milliards d’éléments de volume et de particules. Au cours du développement, du test et de l'analyse de nouvelles données de projet, les employés du Massachusetts Institute of Technology et de l'Institut d'astrophysique et de recherche spatiale ont nommé M.K. Kavli. La haute résolution d’IllustrisTNG associée à un modèle complexe de formation galactique a permis d’examiner en détail les problèmes de champs magnétiques.
Vitesse de suivi du gaz dans une section mince d’une épaisseur de 100 kiloparsec. Il s'agit du deuxième cluster le plus massif du TNG100. Dans les zones noires, le gaz ne bouge pratiquement pas et dans les zones blanches, il dépasse 1 000 km / s. Il démontre le contraste entre le mouvement des gaz dans les filaments cosmiques et les mouvements chaotiques rapides d'un trou noir supermassif.
Simulation d'un univers réaliste
IllustrisTNG est le destinataire de la simulation Illustris originale créée par la même équipe de recherche. Il a été mis à jour pour ajouter certains processus physiques qui jouent un rôle clé dans la formation et l'évolution des galaxies.
Le projet crée également un modèle d'un univers cubique, de taille inférieure à la nôtre. Le modèle suit la formation d'un million de galaxies avec près d'un milliard d'années-lumière dans un sens.
Le réseau cosmique de gaz et de matière noire crée des galaxies qui ressemblent à des formes et à des tailles réelles. Pour la première fois, la modélisation hydrodynamique a été en mesure de montrer directement les détails de la création de grappes.
Le modèle prédit également comment le vaisseau spatial changera avec le temps. L'attention principale a été accordée à la matière noire sous-jacente à tout l'espace. Il s'est même avéré prédire l'effet des trous noirs supermassifs sur la distribution de la matière à grande échelle.
Astrophysique avec code et superordinateur
Le projet a nécessité la création d'une version puissante du code AREPO en cosinus hautement parallèle. Il a été utilisé sur l'ordinateur allemand le plus rapide, Hazel Hen. Pour effectuer l'une des deux simulations principales, l'équipe a dû connecter plus de 24 000 processeurs. De nouvelles simulations ont fourni plus de 500 téraoctets d'informations, dont l'analyse prendra plusieurs années.
Les trous noirs supermassifs suppriment la naissance stellaire
Dans une étude, il était possible de montrer l'effet des trous noirs sur les galaxies. La formation d'étoiles les fait briller en bleu à partir d'objets jeunes. Cependant, un changement soudain de l'évolution se produit et l'activité s'efface progressivement. Ensuite, la galaxie est remplie d'étoiles rouges anciennes et meurt.
Le seul objet physique qui puisse y conduire est les trous noirs supermassifs. Leurs écoulements rapides accélèrent jusqu'à 10% de la vitesse de la lumière et affectent les systèmes en étoile.
Nouveaux résultats pour les structures galactiques
IllustrisTNG améliore la compréhension de la structure hiérarchique de la formation galactique. Les théoriciens pensent que tout commence avec l'apparition de petites galaxies, qui se fondent dans des objets plus grands. De nombreuses collisions déchirent des galaxies et dispersent des étoiles pour créer de nouvelles galaxies. Maintenant, IllustrisTNG vous aidera à vérifier les prévisions.
