Una nueva simulación de computadora a gran escala ha demostrado por primera vez que las galaxias de discos grandes, al igual que nuestra propia Vía Láctea, pueden haber existido en los primeros días del universo.
La simulación, creada por físicos del Centro McWilliams de Cosmología de la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de California Berkeley, muestra que el universo temprano, apenas 500 millones de años después del Big Bang, podría haber tenido más orden y estructura que antespensamiento.
Sus hallazgos, que se publicarán en Las letras del diario astrofísico , ayudará a guiar a los investigadores que usan telescopios de próxima generación como el Wide Field Infrared Survey Telescope WFIRST y el James Webb Space Telescope JWST mientras buscan evidencia de las primeras galaxias en el cielo.
"Es impresionante pensar que existían galaxias muy parecidas a la nuestra cuando el universo era tan joven", dijo Tiziana Di Matteo, profesora de física en Carnegie Mellon. "Las observaciones más profundas del telescopio espacial Hubble solo han cubierto pequeños volúmenes de espacioy han encontrado galaxias muy irregulares y grumosas en estas primeras épocas. No es sorprendente que en estos pequeños volúmenes algunas de las galaxias pequeñas no tengan morfologías regulares como las galaxias de disco grande. Del mismo modo, las simulaciones numéricas han sido limitadas en tamaño, por lo que solo tienenhizo predicciones para las galaxias más pequeñas y grumosas en estos primeros tiempos "
Di Matteo y el profesor de Física CMU Rupert Croft han estado a la vanguardia de la cosmología de simulación, completando algunas de las simulaciones más grandes jamás creadas. Su simulación actual, llamada BlueTides, es 100 veces más grande que las simulaciones anteriores. Era tan grande quemonopolizó toda la memoria de la supercomputadora BlueWater de la National Science Foundation NSF y casi 1 millón de CPU para completar la simulación.
Di Matteo, Croft y su antiguo estudiante de posgrado Yu Feng, ahora investigador postdoctoral en UC Berkeley, comenzaron sembrando su simulación con las limitaciones proporcionadas por la teoría de la materia oscura fría, la teoría predominante que explica lo que pudo haber sucedido en eluniverso después del Big Bang.
Después de que se completó la simulación, los investigadores observaron sus datos para ver qué podían encontrar, al igual que los cosmólogos observacionales harían con los datos recopilados utilizando un telescopio. Se sorprendieron al encontrar una cantidad de galaxias de disco en el universo a 500 millonesaños después del Big Bang. Dado que las galaxias de disco son tan grandes y complejas, la mayoría de los investigadores asumieron que tomarían mucho tiempo en formarse y que serían raras, si es que existieron, en el universo primitivo.
"Teóricamente pensamos que cuando el universo tuviera solo el 5 por ciento de su edad actual, sería un lugar lleno de caos y desorden", dijo Croft. "Nuestra simulación mostró que el universo primitivo podría estar lejos de ser solo esto".Puede contener hermosas galaxias simétricas, como la Vía Láctea ".
Desde su simulación, los investigadores pudieron hacer predicciones sobre las luminosidades, tamaños angulares, morfologías, colores y número esperado de las galaxias. Cuando los telescopios como WFIRST y JWST se conecten, podrán buscar galaxias que se ajusten a las descripcionesdesarrollado por la simulación BlueTides. Si la simulación y los resultados de observación coinciden, podría ser una prueba sólida de la teoría de la materia oscura fría.
"En este momento, estamos convergiendo en un momento emocionante en cosmología. Anteriormente, no podíamos estudiar galaxias de disco en el universo primitivo usando telescopios porque las galaxias eran muy débiles y raras. No podíamos estudiarlas en una computadoraporque ninguna computadora era lo suficientemente grande como para hacer frente ", dijo Di Matteo." La tecnología se ha puesto al día, y podemos completar las simulaciones usando las supercomputadoras grandes de hoy en día, y podremos usar telescopios como WFIRST para hacer las observaciones ".
Esta investigación fue financiada por la NSF OCI-0749212, AST-1009781. BlueWaters se encuentra en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Original escrito por Jocelyn Duffy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :