Галактики сложнее, чем мы думали: новая симуляция переписала сценарий их рождения

Исследователи давно моделируют формирование галактик с помощью численных симуляций. Расчеты начинаются с ранней Вселенной — почти однородной среды после Большого взрыва — и отслеживают, как гравитация собирает темную материю в гало, газ охлаждается, рождаются звезды и растут черные дыры.

Существующие проекты (IllustrisTNG, EAGLE, SIMBA) хорошо воспроизводят многие наблюдаемые характеристики, но из‑за вычислительных затрат упрощают физику: искусственно сглаживают холодный газ, вводят приближенные модели обратной связи от черных дыр и звезд.

COLIBRE приближается к реальной физике межзвездной среды без грубых упрощений. Ученые использовали усовершенствованные методы расчета гравитации и гидродинамики, увеличили число частиц темной материи. Такой подход позволил избежать численных артефактов (например, искусственной передачи энергии от темной материи к звездам) и точнее воспроизвести размеры и распределение массы галактик.

Особое внимание авторы уделили обратной связи — процессам, где звезды и сверхмассивные черные дыры нагревают и выталкивают газ, подавляя звездообразование. В COLIBRE эти процессы моделируют детальнее, включая стадии до взрыва сверхновых и влияние вращения черных дыр на выбросы вещества.

Для согласования симуляций с наблюдениями астрофизики применили комбинацию физически обоснованных моделей и калибровку с помощью машинного обучения. Результат: распределение масс галактик, их свойства и размеры совпадают с реальными данными. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of Royal Astronomical Society.

Читать далее:

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе

Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды

Обложка: ИИ-генерация

The post Галактики сложнее, чем мы думали: новая симуляция переписала сценарий их рождения appeared first on Хайтек.