Космическая эволюция галактик
AstroNews.ru - 12 Мая 2015 05:43:55
Наши знания о Большом взрыве стали значительно глубже за последнее десятилетие, в течение которого многочисленные исследования реликтового излучения, проводимые как при помощи космических спутников, так и с Земли, позволили уточнить ряд параметров, связанных с очень ранней Вселенной, достигая удивительной точности измерений в несколько процентов. К сожалению, наше знание о том, что произошло после этого взрыва — начиная с тех первых нескольких сотен тысяч лет и вплоть до сегодняшнего дня, то есть через 13,7 миллиарда лет — до сих пор зияет пробелами. Мы знаем, что галактики и их звезды сформировались из остывающей, волокнистой сети из материи на заре развития Вселенной. Появление во Вселенной этих новых для неё космических объектов привело к повторной ионизации газообразного водорода, а галактики и звезды продолжили эволюционировать и сталкиваться друг с другом по мере постепенного расширения Вселенной. Далекие галактики являются тусклыми и их трудно обнаружить, и хотя возможности астрономических наблюдений постоянно растут, исследователям приходится обращаться к компьютерному моделированию, чтобы попытаться найти недостающие элементы головоломки под названием «Вселенная».
На сегодняшний день существует три основных теоретических подхода к расчету частоты космических столкновений между галактиками. В первом подходе осуществляется не моделирование формирования галактик на основе самых базовых принципов, а, скорее, «отрисовка» галактик в окружении темной материи (т.н. «гало» из темной материи) с учетом ограничений, накладываемых наблюдениями. Во втором подходе моделирование формирования галактик происходит в соответствии с простыми математическими «рецептами», опять же при использовании гало из темной материи в качестве основы модели. Третий подход, называемый гидродинамическим моделированием, предполагает самосогласованное моделирование каждого из элементов Вселенной (темной материи, газа и звезд), что до сих пор представляло собой непростую с точки зрения количества требуемых вычислений задачу.
В настоящее время астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, во главе с Висентом Родригез-Гомезом разработали теоретические основы для нового метода расчета частоты столкновений между галактиками в рамках проекта Illustris, космологической гидродинамической модели, в которой производится расчет процессов формирования галактик, достигающих нескольких сотен световых лет в диаметре. Этот размер достаточно велик, чтобы воспроизводить многие известные свойства галактик и скоплений галактик как нашего времени, так и более ранних эпох.
Исследование было опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.