Вселенная в компьютере неожиданно показала быстрое взросление галактик [ Редагувати ]

Масао Мори (Masao Mori) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) и Масаюки Умемура (Masayuki Umemura) из университета Цукубы (University of Tsukuba) воспользовались японским суперкомпьютером Earth Simulator, чтобы детально воспроизвести развитие Вселенной с момента Большого взрыва.

Одно из самых больших в мире моделирований в области астрофизики показало, что скопления материи - предшественники галактик - развились и эволюционировали очень быстро.

Согласно "иерархической" модели, использованной авторами работы, галактики были сформированы в восходящем процессе, который начинался с формирования маленьких сгустков газа и звёзд, которые позже сливались в большие системы. Начальные данные для расчёта авторы определяли из известных на настоящий момент параметров реликтового микроволнового фона и принятых космологических моделей.

Результаты моделирования показали, что "пузыри" газа сформировались в ранней Вселенной, всего лишь через 300 миллионов лет после Большого взрыва. И они по своим свойствам оказались похожи на самые дальние (читай - ранние) из наблюдаемых галактик - типа Lyman-alpha emitters.

Приблизительно после 1 миллиарда лет эволюции эти ранние галактики в компьютерной модели видоизменились в галактики типа Lyman break - также наблюдаемые астрономами. Наконец, после 10 миллиардов лет развития Вселенной эти структуры стали похожи на современные эллиптические галактики.

Моделирование также предсказывало набор и распределение химических элементов в галактике, на каждой стадии её развития. Оказалось, что наш Млечный путь сегодня имеет примерно тот же самый состав, какой он имел, когда ему был только 1 миллиард лет "от роду". До сих пор учёные считали, что галактики развивались постепенно и стали обогащёнными тяжёлыми элементами в течение 10 миллиардов лет эволюции, с повторным процессом формирования новых звёзды и взрывами сверхновых.

"Наша работа показывает, что формирование галактик шло намного быстрее, и что большое количество тяжёлых элементов в них было произведено всего через 1 миллиард лет", - говорит Мори.

На иллюстрации: верхняя строка представляет распределение звёзд, средняя - распределение газа, а нижняя - металлов. Столбцы (слева направо): 0,1; 0,3; 0,5 и 1 миллиард лет. Масштабная линейка вверху справа составляет 50 килопарсек.