Eine Kombination aus Gastemperatur (Farbe) und Stoßwellenzahl (Helligkeit). Die rote Farbe zeigt ein Gas mit 10 Millionen K in den Zentren von massiven galaktischen Clustern an, und helle Strukturen reflektieren diffuses Gas aus dem intergalaktischen Medium.
Wenn Sie die Sterne und ihre Herkunft verstehen, erfahren Sie mehr darüber, woher sie stammen. Die Größe der Galaxie und des Universums erhöht jedoch die Kosten, die Komplexität und die Komplexität solcher Experimente erheblich. Einige Aspekte der Astrophysik können nicht untersucht werden. Sie müssen sich daher auf einen Supercomputer verlassen.
Um ein vollständigeres Bild der galaktischen Formationen zu erhalten, griff das Wissenschaftlerteam auf die Ressourcen eines Supercomputers im Hochleistungsrechenzentrum Stuttgart zurück - eines von drei Weltklasse-Supercomputerobjekten.
Vor kurzem konnten sie ihre Rekordsimulation „Illustris“ aus dem Jahr 2015 - das weltweit größte hydrologische Modell zur Erzeugung von Galaxien - erweitern. Mit dieser Methode können Sie die Gasbewegung genau simulieren. Sterne entstehen aus kosmischem Gas und Sternenlicht liefert wichtige Informationen zum Verständnis der Funktionsweise des Universums. Die Forscher verbesserten den Maßstab und die Genauigkeit des Modells und nannten es "Illustris: The Next Generation".
Magnetmodellierung
Der Mensch kann sich nicht genau vorstellen, wie das Universum erschienen ist, und das Computermodell kann seine Geburt nicht buchstäblich nachvollziehen. Stattdessen erstellen Wissenschaftler Gleichungen und andere Grundbedingungen (Beobachtungen aus verschiedenen Quellen) und laden Daten in einen großen Berechnungswürfel hoch. Verwenden Sie als Nächstes verschiedene Methoden, um das „Universum in einer Box“ zu starten.
Mit zunehmender Rechenleistung und dem Aufkommen neuer Technologien ist das Modell in der Lage, große Flächen abzudecken und immer komplexere Phänomene zu berücksichtigen. In der letztgenannten Version erstellte das Team drei universelle „Slices“ mit unterschiedlichen Auflösungen. Der größte erreicht 300 Mpc pro Sekunde (1 Milliarde Lichtjahre).
In einer der Hauptanalysen überarbeiteten die Wissenschaftler die Simulation, um die Magnetfelder genauer zu berücksichtigen. Dies ist wichtig, da der auf das kosmische Gas ausgeübte magnetische Druck der Temperatur gleichgesetzt werden kann. Wenn Sie diese Momente ignorieren, können Sie das Ergebnis verderben.
Die Forscher haben auch einen wichtigen Schritt zum Verständnis der Physik der Schwarzen Löcher getan. Aufgrund der Beobachtungen wussten sie, dass die Löcher kosmische hochenergetische Gase bewegen und sie aus galaktischen Clustern herausblasen. Dies hilft, die Sternengeburt in großen Galaxien „auszuschalten“ und die maximale Größe zu begrenzen. Nachdem wir die Physik der Schwarzen Löcher überarbeitet hatten, konnten wir eine viel bessere Übereinstimmung zwischen den Daten und Beobachtungen feststellen.
Die mehrjährige Allianz
Das Team nutzt seit 2015 die Ressourcen des Gauss Centers und startet ab März 2016 eine Imitation des HLRS. Das neue Modell ist größer und größer als das Original, sodass die Wissenschaftler zuversichtlich sind, dass ihre Daten für verschiedene Optimierungen und Studien in großem Umfang verwendet werden.
Supercomputer sind zu einem wichtigen Forschungsschritt dieser Art geworden. Schließlich konnten sie die grundlegendsten Probleme überwinden, die mit der groß angelegten kosmologischen Modellierung verbunden sind. Es gibt jedoch noch Raum für Verbesserungen. Durch die Erweiterung der Speicherressourcen und die Verarbeitung in Systemen der nächsten Generation können große Volumina des Universums mit einer höheren Auflösung modelliert werden.
