Международная команда ученых разработала компьютерную модель Lumina, с помощью которой воспроизвела первые два миллиарда лет развития Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. В работе участвовали специалисты Центра астрофизики Гарвардского университета и Смитсоновского института.
Lumina показывает, как совместное влияние газа, темной материи и излучения привело к появлению первых галактик и изменению межгалактической среды. Размер смоделированной области оказался более чем в 100 раз больше, чем в предыдущих сопоставимых проектах. Для расчетов задействовали свыше 15 тысяч графических процессоров суперкомпьютера Frontier, расположенного в Национальной лаборатории Ок-Ридж в США.
Одним из главных объектов изучения стала реионизация — процесс, во время которого излучение первых звезд и активных галактических ядер выбивало электроны из атомов межгалактического газа. Моделирование показало, что водород в основном ионизировали звезды. На последующую ионизацию гелия преимущественно повлияло излучение активных галактических ядер.
Часть рассчитанных параметров межгалактической среды совпала с результатами астрономических наблюдений. Поэтому данные Lumina можно сравнивать с наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб» и других обсерваторий. Об этом сообщило издание «Аргументы и факты».
Авторы разработки намерены применять модель для изучения появления галактик и дальнейшего развития ранней Вселенной. Различия между расчетами и наблюдаемой картиной, как ожидается, помогут уточнить существующие научные представления. Lumina также позволит сопоставлять результаты моделирования с новыми астрономическими данными.
Ранее ученые пересмотрели представления о значении сверхновых звезд для реионизации ранней Вселенной. Анализ наблюдений телескопа «Хаббл» показал, что ионизирующее излучение могло выходить из молодых галактик еще до появления мощных галактических ветров.