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 en azul, gas caliente como verde y gas caliente como rojo. Crédito:Robert J. J. Grand, Facundo A. Gómez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins y Simon D. M. White
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 nuestra Vía Láctea.
Dirigido por el Dr. Robert Grand del Heidelberger Institut fuer Theoretische Studien, el trabajo del Proyecto Auriga aparece en la revista Avisos mensuales de la 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 un enorme agujero negro en el centro, rodeado de un bulto 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 (estrellas, los bloques de construcción de las galaxias, son cada uno aproximadamente un billón de veces más pequeño en masa que la galaxia que forman), así como la compleja física involucrada, presenta un desafío formidable para cualquier modelo de computadora.
La densidad de materia oscura 500 millones de años después del Big Bang, centrado en lo que se convertiría en la Vía Láctea. Rojo, los colores azul y amarillo indican bajo, regiones de densidad intermedia y alta. Crédito:Robert J. J. Grand, Facundo A. Gómez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins y Simon D. M. White
Usando las supercomputadoras Hornet y SuperMUC en Alemania y un código de última generación, el equipo ejecutó 30 simulaciones en alta resolución, y 6 a muy alta resolución, durante varios meses.
El código incluye uno de los modelos físicos más completos hasta la fecha. Incluye fenómenos como la gravedad, formación de estrellas, hidrodinámica del gas, 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 rodea, y liberando energía en 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 satélite y las estrellas muy viejas 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 en espiral.
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 giran suavemente en espiral 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.
