El Proyecto Auriga Ayuda A Descubrir La Historia De La Galaxia

Las simulaciones más grandes de la historia ayudan a descubrir la historia de la galaxia

Un compuesto de imágenes de la simulación. (Izquierda) Densidad de gas proyectada del entorno de la galaxia hace unos 10 mil millones de años. Se muestran las estructuras de gas filamentoso que alimentan a la galaxia principal en el centro. (Medio) Vista de pájaro del disco de gas en la actualidad. El fino patrón en espiral detallado es claramente visible. (Derecha) Vista lateral del mismo disco de gas en la actualidad. El gas frío se muestra como azul, el gas caliente como verde y el gas caliente como rojo. Crédito: Robert JJ Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David JR Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins y Simon DM White.

Utilizando las supercomputadoras Hornet y SuperMUC en Alemania y un código de última generación, un equipo de científicos ha ayudado a descubrir la historia de la galaxia.

Miles de procesadores, terabytes de datos y meses de tiempo de computación han ayudado a un grupo de investigadores en Alemania a crear algunas de las simulaciones más grandes y de mayor resolución jamás hechas de galaxias como la nuestra. Vía láctea .

Dirigido por el Dr. Robert Grand del Heidelberger Institut fuer Theoretische Studien, el trabajo del Proyecto Auriga aparece en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Los astrónomos estudian nuestras galaxias y otras con telescopios y simulaciones, en un esfuerzo por reconstruir su estructura e historia.

Se cree que las galaxias espirales como la Vía Láctea contienen varios cientos de miles de millones de estrellas, así como grandes cantidades de gas y polvo.

La forma de espiral es común, con una enorme calabozo en el centro, rodeado por un abultamiento de estrellas viejas, y brazos serpenteantes hacia afuera donde se encuentran estrellas relativamente jóvenes como el Sol.
Sin embargo, comprender cómo surgieron sistemas como nuestra galaxia sigue siendo una cuestión clave en la historia del cosmos.

La enorme gama de escalas (las estrellas, los componentes básicos de las galaxias, son cada una aproximadamente un billón de veces más pequeñas en masa que la galaxia que forman), así como la compleja física involucrada, presenta un desafío formidable para cualquier modelo de computadora.

Utilizando las supercomputadoras Hornet y SuperMUC en Alemania y un código de última generación, el equipo ejecutó 30 simulaciones a alta resolución y 6 a muy alta resolución durante varios meses.

Densidad de materia oscura 500 millones de años después del Big Bang

La densidad de materia oscura 500 millones de años después del Big Bang, se centró en lo que se convertiría en la Vía Láctea. Los colores rojo, azul y amarillo indican regiones de baja, intermedia y alta densidad. Crédito: Robert JJ Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David JR Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins y Simon DM White.

El código incluye uno de los modelos físicos más completos hasta la fecha. Incluye fenómenos como la gravedad, la formación de estrellas, la hidrodinámica del gas, las explosiones de supernovas y, por primera vez, los campos magnéticos que impregnan el medio interestelar (el gas y el polvo entre las estrellas).

Los agujeros negros también crecieron en la simulación, alimentándose del gas que los rodeaba y liberando energía a la galaxia más amplia.

El Dr. Grand y su equipo quedaron encantados con los resultados de la simulación. “El resultado del Proyecto Auriga es que los astrónomos ahora podrán utilizar nuestro trabajo para acceder a una gran cantidad de información, como las propiedades de las galaxias satélites y las estrellas muy antiguas que se encuentran en el halo que rodea la galaxia”.

El equipo también ve el efecto de esas galaxias más pequeñas, en algunos casos girando en espiral hacia la galaxia más grande al principio de su historia, en un proceso que podría haber creado grandes discos espirales.
El Dr. Grand agrega: “Para que una galaxia espiral crezca en tamaño, necesita un suministro sustancial de gas fresco de formación de estrellas alrededor de sus bordes; las galaxias más pequeñas ricas en gas que se mueven en espiral suavemente hacia la nuestra pueden proporcionar exactamente eso”.

Los científicos ahora combinarán los resultados del trabajo del Proyecto Auriga con datos de encuestas de observatorios como la misión Gaia, para comprender mejor cómo las fusiones y colisiones dieron forma a galaxias como la nuestra.

Publicación: Robert JJ Grand, et al., “El Proyecto Auriga: las propiedades y los mecanismos de formación de las galaxias de disco a lo largo del tiempo cósmico”, MNRAS (2017) 467 (1): 179-207; DOI: 10.1093 / mnras / stx071

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