Die Modellierung von Galaxien ist kompliziert, und dies umso mehr, wenn sich verschiedene Computermodelle nicht darüber einig sind, wie die Faktoren zusammenkommen. Ein neues Projekt namens AGORA (Assembling Galaxies of Resolved Anatomy) zielt darauf ab, die Diskrepanzen zu beheben und die Ergebnisse konsistenter zu machen. Grundsätzlich zielt das Projekt darauf ab, verschiedene Codes miteinander und auch mit Beobachtungen zu vergleichen.
"Die Physik der Galaxienbildung ist äußerst kompliziert und der Bereich der zu simulierenden Längen, Massen und Zeitskalen ist immens", erklärte Piero Madau, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of California in Santa Cruz und Co-Vorsitzender des AGORA-Lenkungsausschusses.
„Sie integrieren die Schwerkraft, lösen die Gleichungen der Hydrodynamik und nehmen Vorschriften für die Gaskühlung, Sternentstehung und Energieinjektion von Supernovae in den Code auf. Nach Monaten der Zahlenkalkulation auf einem leistungsstarken Supercomputer sehen Sie sich die Ergebnisse an und fragen sich, ob dies wirklich die Natur tut oder ob einige der Ergebnisse tatsächlich Artefakte der von Ihnen verwendeten numerischen Implementierung sind. “
Dies ist besonders wichtig, wenn es darum geht, die Wirkung dunkler Materie auf das Universum zu modellieren. Da die Entität für uns schwer zu erkennen und daher zu identifizieren ist, verlassen sich Physiker auf Modelle, um Vorhersagen über ihre Auswirkungen auf Galaxien und andere Formen gewöhnlicher Materie zu treffen.
„Eine große Herausforderung bestand jedoch darin, astrophysikalische Prozesse über den weiten Bereich von Größenskalen im Universum numerisch zu modellieren. Supercomputersimulationen werden mit drei verschiedenen Größenskalen entworfen, die für drei verschiedene Phänomene relevant sind: Sternentstehung, Galaxienbildung und die großräumige Struktur des Universums “, erklärte das Hochleistungs-Astrocomputing-Zentrum der Universität von Kalifornien.
Dies bedeutet, dass Modelle von Sternen, die sich innerhalb von Galaxien befinden, eine Auflösungsskala haben - genug, um beispielsweise zu sehen, woraus Gas und Staub bestehen -, aber wenn man das gesamte Universum betrachtet, beschränkt sich der Computer eher auf das Betrachten "Einfache Gravitationswechselwirkungen der Dunklen Materie", fügte die Universität hinzu. Je höher die Auflösung in einem Computermodell ist, desto besser - natürlich, weil die Sternentstehung durch Prozesse wie die Wechselwirkung von Galaxien mit dem umgebenden Gas beeinflusst wird.
AGORAs werden zunächst darauf abzielen, "eine realistische isolierte Scheibengalaxie" zu modellieren und dann die verwendeten Codes zu vergleichen, um zu sehen, was sie ergeben. Weitere Informationen zu den Projektzielen finden Sie in diesem Arxiv-Vordruckpapier (unter der Leitung der University of California, Ji-hoon Kim von Santa Cruz) oder auf der AGORA-Website.
Quellen: Universität von Kalifornien Santa Cruz und Hochleistungs-Astrocomputing-Zentrum der Universität von Kalifornien.
