Космологическая симуляция COLIBRE воссоздала эволюцию пыли и звезд

Исследователи из Великобритании представили симуляцию COLIBRE, которая впервые детально воссоздает эволюцию галактик с учетом холодного газа и космической пыли. Модель, запущенная на суперкомпьютере COSMA8, охватывает период от Большого взрыва до современности, подтверждая точность стандартных представлений об устройстве и масштабном развитии нашей Вселенной.

Проект COLIBRE, возглавляемый Йоопом Шайе из Лейденского университета, устраняет критический пробел в существующих цифровых моделях космоса. До этого момента астрофизики часто игнорировали космическую пыль и холодный газ из-за запредельной сложности их математического описания и нехватки вычислительных мощностей. Однако именно эти компоненты критически важны для понимания того, как рождаются звезды. Мельчайшие частицы пыли способствуют образованию молекул водорода и экранируют газ от жесткого ультрафиолетового излучения, создавая условия для его охлаждения и последующего гравитационного сжатия.

Суперкомпьютер COSMA8 в Даремском университете позволил воссоздать виртуальные галактики, которые по своим физическим характеристикам практически неотличимы от объектов, наблюдаемых в реальные телескопы. Модель детально учитывает влияние твердых микрочастиц на термодинамику межзвездной среды в масштабах миллиардов лет. По словам Джеймса Трейфорда из Портсмутского университета, разработка включает не только визуальные данные, но и звуковую интерпретацию космических процессов, что предоставляет исследователям принципиально новые инструменты для глубокого анализа эволюции структур.

Несмотря на успех в моделировании большинства процессов, COLIBRE столкнулась с определенными ограничениями при попытке описать состояние ранней Вселенной. Симуляция пока не способна дать ответ на природу загадочных «красных точек». Эти массивные объекты в избытке фиксирует телескоп «Джеймс Уэбб» в эпоху, когда после Большого взрыва прошло всего 600 миллионов лет. По одной из гипотез, такие структуры могут быть ранними зародышами сверхмассивных черных дыр, однако точный механизм их стремительного появления остается одной из главных нерешенных задач современной науки.