IllustrisTNG - das fortschrittlichste Modell des Universums

IllustrisTNG - das fortschrittlichste Modell des Universums

Neue Berechnungsmethoden ermöglichten die Erstellung der detailliertesten Modellierung der Skala des Universums. Das Tool bietet aktuelle Informationen über die Rolle von Schwarzen Löchern bei der Verteilung dunkler Materie, den Prozess der Erzeugung und Verteilung schwerer Elemente sowie das Auftreten von Magnetfeldern.

Das Modell IllustrisTNG gilt als der fortschrittlichste Universalsimulator. Einzelheiten und Maßstäbe ermöglichen es uns, die Entstehung von Galaxien, ihre Entwicklung und ihr Wachstum in Verbindung mit einem aktiven Prozess der Sternentstehung zu untersuchen.

Mit einer Teleskopvermessung von Galaxien können Wissenschaftler nur bestimmte Eigenschaften und eine bestimmte Anzahl von Objekten messen. Mithilfe der Simulation können Sie alle Eigenschaften für alle Galaxien verfolgen. Darüber hinaus erhalten die Forscher nicht nur einen Überblick über das moderne galaktische "Erscheinungsbild", sondern auch über seine gesamte Geschichte.

IllustrisTNG - das fortschrittlichste Modell des Universums

Ein dünner Ausschnitt der großräumigen Raumstruktur in der IllustrisTNG-Simulation. Die Helligkeit gibt an, dass die Dichte und Farbe der Masse der durchschnittlichen Gastemperatur einer herkömmlichen (baryonischen) Substanz entspricht. Das Gebiet umfasst 1,2 Milliarden Lichtjahre. Dies ist die größte magnetohydrodynamische Simulation der Bildung von Galaxien, die mehr als 30 Milliarden Volumenelemente und Partikel enthält

Ein dünner Ausschnitt der großräumigen Raumstruktur in der IllustrisTNG-Simulation. Die Helligkeit gibt an, dass die Dichte und Farbe der Masse der durchschnittlichen Gastemperatur einer herkömmlichen (baryonischen) Substanz entspricht. Das Gebiet umfasst 1,2 Milliarden Lichtjahre. Dies ist die größte magnetohydrodynamische Simulation der Bildung von Galaxien, die mehr als 30 Milliarden Volumenelemente und Partikel enthält. Über die Entwicklung, Erprobung und Analyse neuer Projektdaten wurden Mitarbeiter des Massachusetts Institute of Technology und des Institute of Astrophysics and Space Research benannt M. K. Kavli. Die hohe Auflösung von IllustrisTNG in Kombination mit einem komplexen Modell der galaktischen Bildung ermöglichte es, die Probleme der Magnetfelder im Detail zu untersuchen.

IllustrisTNG - das fortschrittlichste Modell des Universums

Verfolgen Sie die Gasgeschwindigkeit in einem dünnen Abschnitt mit einer Dicke von 100 Kiloparsec. Dies ist der zweitgrößte Cluster im TNG100. In schwarzen Bereichen bewegt sich das Gas praktisch nicht und in weißen Bereichen übersteigt es 1000 km / s. Es zeigt den Kontrast zwischen der Bewegung von Gas in kosmischen Filamenten und schnellen chaotischen Bewegungen aus einem supermassiven Schwarzen Loch.

Simulation eines realistischen Universums

IllustrisTNG ist der Empfänger der ursprünglichen Illustris-Simulation, die von demselben Forschungsteam erstellt wurde. Es wurde aktualisiert, um einige physikalische Prozesse hinzuzufügen, die eine Schlüsselrolle bei der Bildung und Entwicklung von Galaxien spielen.

Das Projekt schafft auch ein Modell eines kubischen Universums, dessen Größe unserer unterlegen ist. Das Modell verfolgt die Bildung von einer Million Galaxien mit fast 1 Milliarde Lichtjahren in eine Richtung.

Das kosmische Netzwerk aus Gas und dunkler Materie erzeugt Galaxien, die realen Formen und Größen ähneln. Mit der hydrodynamischen Modellierung konnten erstmals die Details der Clusterbildung direkt dargestellt werden.

Das Modell sagt auch voraus, wie sich das Raumfahrzeug im Laufe der Zeit verändern wird. Das Hauptaugenmerk wurde auf die dunkle Materie gelegt, die dem gesamten Raum zugrunde liegt. Es stellte sich sogar heraus, dass die Wirkung von supermassiven Schwarzen Löchern auf die Verteilung von Materie in großem Maßstab vorhergesagt werden konnte.

Astrophysik mit Code und Supercomputer

Das Projekt erforderte die Erstellung einer leistungsstarken Version des hochparallelen Cosinus AREPO-Codes. Es wurde auf dem schnellsten deutschen Computer, Hazel Hen, verwendet. Um eine der beiden Hauptsimulationen durchzuführen, musste das Team mehr als 24.000 Prozessoren anschließen. Neue Simulationen haben mehr als 500 Terabyte an Informationen geliefert, deren Analyse viele Jahre dauern wird.

Supermassive Schwarze Löcher unterdrücken die Sternentstehung

In einer Studie konnte der Effekt von Schwarzen Löchern auf Galaxien gezeigt werden. Durch die Sternentstehung leuchten sie von jungen Objekten blau. Es tritt jedoch eine plötzliche evolutionäre Verschiebung auf, und die Aktivität verschwindet. Dann füllt sich die Galaxie mit roten alten Sternen und stirbt.

Das einzige physische Objekt, das dazu führen kann, sind supermassereiche Schwarze Löcher. Ihre schnellen Ausflüsse beschleunigen sich auf 10% der Lichtgeschwindigkeit und beeinträchtigen Sternsysteme.

Neue Ergebnisse für galaktische Strukturen

IllustrisTNG verbessert das Verständnis der hierarchischen Struktur der galaktischen Formation. Theoretiker glauben, dass alles mit dem Erscheinen kleiner Galaxien beginnt, die zu größeren Objekten verschmelzen. Zahlreiche Kollisionen zerreißen Galaxien und zerstreuen Sterne, um neue Galaxien zu erschaffen. Jetzt hilft IllustrisTNG beim Überprüfen der Prognosen.

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