Физики из Даремского университета, которые возглавляют исследования, говорят, что их моделирование может улучшить понимание темной материи, загадочного вещества, которое, как считается, составляет 85 процентов массы Вселенной.Профессор Карлос Френк, директор Института вычислительной космологии Даремского университета, сказал: «Я теряю сон из-за этого последние 30 лет.«Темная материя — это ключ ко всему, что мы знаем о галактиках, но мы до сих пор не знаем ее точной природы.
Понимание того, как образовались галактики, является ключом к разгадке тайны темной материи».Ученые считают, что сгустки темной материи — или гало — возникшие из ранней Вселенной, захватили межгалактический газ и стали местом рождения галактик.Космологическая теория предсказывает, что наше собственное космическое окружение должно быть изобиловано миллионами маленьких гало, но только несколько десятков маленьких галактик наблюдались вокруг Млечного Пути.Профессор Френк добавил: «Мы знаем, что в каждом ореоле не может быть галактики.
Вопрос в том, почему нет?».Исследователи из Дарема считают, что их моделирование дает ответ на этот вопрос, явно показывая, как и почему миллионы гало вокруг нашей галактики и соседней Андромеды не смогли образовать галактики и превратились в бесплодные миры. Они говорят, что газ, из которого образовалась галактика, был стерилизован теплом первых звезд, образовавшихся во Вселенной, и ему не позволили остыть и превратиться в звезды.Однако нескольким ореолам удалось обойти эту космическую печь, так как они росли рано и достаточно быстро, чтобы удерживать свой газ и в конечном итоге сформировать галактики.
Результаты будут представлены на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Портсмуте сегодня (четверг, 26 июня). Работа финансировалась Советом по науке и технологиям Великобритании (STFC) и Европейским исследовательским советом.Профессор Френк, который сегодня (четверг, 26 июня) получит высшую награду Королевского астрономического общества, Золотую медаль за астрономию, добавил: «Мы узнали, что большинство ореолов темной материи сильно отличаются от« избранных », которые освещены. при свете звезд.«Благодаря нашему моделированию мы знаем, что если наши теории темной материи верны, то Вселенная вокруг нас должна быть полна ореолов, которые не смогли образовать галактику.
Возможно, однажды астрономы найдут способ их найти».Ведущий исследователь д-р Тилль Савала из Института вычислительной космологии Даремского университета сказал, что это исследование было первым, которое имитировало эволюцию нашей «Местной группы» галактик, включая Млечный Путь, Андромеду, их спутники и несколько изолированных небольших галактик. , в целом.Доктор Савала сказал: «То, что мы видели в наших симуляциях, — это космическая цель.«Мы уже знали, что первое поколение звезд испускало интенсивное излучение, нагревая межгалактический газ до температур, превышающих температуру поверхности Солнца.
После этого газ становится настолько горячим, что дальнейшее звездообразование становится намного сложнее, оставляя гало с небольшими шансами. образовывать галактики.«Мы смогли показать, что космическое нагревание было не просто лотереей с несколькими счастливчиками.
Вместо этого это был строгий процесс отбора, и только ореолы, которые росли достаточно быстро, подходили для образования галактик».Подробный обзор Местной группы является частью более крупного проекта EAGLE, который в настоящее время осуществляется космологами Даремского и Лейденского университетов в Нидерландах.
EAGLE — одна из первых попыток с самого начала смоделировать образование галактик в представительном объеме Вселенной. Вглядываясь в виртуальную Вселенную, исследователи находят галактики, удивительно похожие на нашу, окруженные бесчисленными ореолами темной материи, лишь небольшая часть которых содержит галактики.Моделирование под руководством Дарема было выполнено на «Космологической машине», которая является частью национального суперкомпьютерного центра DiRAC для исследований в области астрофизики и физики элементарных частиц, финансируемого Департаментом бизнеса, инноваций и навыков через STFC.
Cosmology Machine, базирующаяся в Даремском университете, имеет более чем в 5000 раз большую вычислительную мощность, чем обычные ПК, и более чем в 10 000 раз больше памяти.Исследование является частью программы, проводимой консорциумом Virgo для моделирования суперкомпьютеров, международного сотрудничества под руководством Даремского университета с партнерами в Великобритании, Германии, Голландии, Китае и Канаде.
Новые результаты по Местной группе включают, помимо исследователей Даремского университета, сотрудников из университетов Виктории (Канада), Лейдена (Голландия), Антверпена (Бельгия) и Института астрофизики Макса Планка (Германия).