Вселенная в компьютере неожиданно показала быстрое взросление галактик

Результат моделирования эволюции Вселенной. Пояснения в тексте (иллюстрация Nature).

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.

Читайте также о предыдущем крупном опыте по моделированию развития Вселенной и о новом анализе поляризации «древнего света».



Антиматерия домчит обитаемый корабль к Марсу за полтора месяца

17 апреля 2006

Южный полюс Венеры впервые позирует аппарату Venus Express

14 апреля 2006

Десятая планета интригует учёных вечно молодой поверхностью

12 апреля 2006

Поединок в космосе: человекоподобные роботы сразятся на земной орбите

12 апреля 2006

Россия способна обогнать США во второй лунной гонке

12 апреля 2006