Banyak proses dalam astronomi membutuhkan waktu yang sangat lama, sehingga sulit untuk mempelajari evolusinya. Misalnya, bintang seperti Matahari kita berusia sekitar 10 miliar tahun dan galaksi berusia miliaran tahun.
Salah satu cara bagi para astronom untuk mendekati ini adalah dengan melihat objek yang berbeda untuk membandingkannya pada tahap perkembangan yang berbeda. Karena lamanya waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai teleskop kami, mereka juga dapat melihat kembali objek yang jauh secara efektif. Misalnya, jika kita melihat sebuah objek yang berjarak 10 miliar tahun cahaya, kita melihatnya seperti 10 miliar tahun yang lalu.
Sekarang, untuk pertama kalinya, para peneliti telah menciptakan simulasi yang menciptakan kembali seluruh siklus hidup beberapa galaksi terbesar yang terlihat di alam semesta jauh 11 miliar tahun yang lalu, menurut sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal edisi 2 Juni 2022. Astronomi alam.
Simulasi kosmik sangat penting untuk mempelajari bagaimana alam semesta terbentuk, tetapi banyak dari mereka umumnya tidak sesuai dengan apa yang diamati para astronom dengan teleskop. Sebagian besar dirancang agar sesuai dengan alam semesta nyata hanya dalam arti statistik. Di sisi lain, simulasi kosmik terbatas dirancang untuk menciptakan kembali struktur yang sebenarnya kita amati di alam semesta. Namun, sebagian besar simulasi jenis ini sekarang diterapkan pada alam semesta dekat Bumi kita, tetapi tidak pada pengamatan alam semesta jauh.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh para peneliti di Institut Fisika dan Matematika Cowley di Project Universe dan penulis pertama Medin Atta dan profesor rekanan proyek K-John Lee tertarik pada struktur jauh seperti galaksi besar yang merupakan nenek moyang hari ini. Galaksi-galaksi di depan mereka berkumpul di bawah pengaruh gravitasi. Mereka menemukan bahwa studi saat ini tentang protocluster jauh terkadang dilebih-lebihkan, yang berarti bahwa mereka dilakukan dengan menggunakan model yang lebih sederhana daripada simulasi.
Tangkapan layar simulasi (atas) menunjukkan distribusi materi yang terkait dengan distribusi galaksi yang terlihat selama 11 miliar tahun perjalanan cahaya (ketika alam semesta hanya 2,76 miliar tahun atau 20% dari usianya saat ini). Bawah) Distribusi materi. Di daerah yang sama 11 miliar tahun kemudian. Berjarak sekitar satu miliar tahun cahaya. Kredit: Atta dkk.
“Kami ingin mencoba membuat simulasi lengkap dari alam semesta yang nyata dan jauh, untuk melihat bagaimana struktur dimulai dan bagaimana mereka berakhir,” kata Atta.
Hasilnya adalah COSTCO (Cosmos Constrained Field Simulation).
Dia mengatakan kepada saya bahwa membuat simulasi seperti membuat mesin waktu. Saat cahaya dari alam semesta yang jauh sekarang mencapai bumi, teleskop galaksi yang Anda lihat hari ini adalah potret masa lalu.
“Ini seperti menemukan foto hitam putih tua kakek Anda dan merekam kehidupannya,” katanya.
Dalam hal ini, para peneliti mengambil snapshot dari galaksi leluhur “muda” di alam semesta dan kemudian dengan cepat meningkatkan usia mereka untuk mempelajari bagaimana galaksi terbentuk.
Cahaya dari galaksi yang digunakan oleh para peneliti menempuh perjalanan 11 miliar tahun cahaya untuk mencapai kita.
Tantangan terbesar adalah mempertimbangkan lingkungan skala besar.
“Apakah struktur ini diisolasi atau dimasukkan ke dalam struktur yang lebih besar adalah sangat penting untuk nasib mereka. Jika Anda tidak memperhitungkan lingkungan, Anda akan mendapatkan respons yang sama sekali berbeda. Kami telah mampu secara konsisten memperhitungkan konteks skala besar. karena kami memiliki simulasi penuh, itulah sebabnya prediksi kami sangat konsisten.”
Alasan penting lainnya bagi para peneliti untuk membuat simulasi ini adalah untuk menguji model standar kosmologi yang digunakan untuk menggambarkan fisika alam semesta. Dengan memprediksi massa akhir dan distribusi akhir struktur di lokasi tertentu, para peneliti dapat menemukan kontradiksi yang belum ditemukan sebelumnya dalam pemahaman kita saat ini tentang alam semesta.
Menggunakan simulasi mereka, para peneliti dapat menemukan bukti bahwa tiga kelompok protocalaxies sudah ada, dan satu sistem terganggu. Selanjutnya, mereka mampu mengidentifikasi lima struktur lain yang terus berkembang dalam simulasi mereka. Ini termasuk kluster proto-super Hyperion, kluster proto-super terbesar dan tertua yang diketahui saat ini, dengan massa 5.000 kali lipat dari kluster kami.[{” attribute=””>Milky Way galaxy, which the researchers found out it will collapse into a large 300 million light year filament.
Their work is already being applied to other projects including those to study the cosmological environment of galaxies, and absorption lines of distant quasars to name a few.
Details of their study were published in Nature Astronomy on June 2.
Reference: “Predicted future fate of COSMOS galaxy protoclusters over 11 Gyr with constrained simulations” by Metin Ata, Khee-Gan Lee, Claudio Dalla Vecchia, Francisco-Shu Kitaura, Olga Cucciati, Brian C. Lemaux, Daichi Kashino and Thomas Müller, 2 June 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-022-01693-0
“Pengusaha total. Wannabe fanatik bir. Penggemar zombie yang tidak menyesal.”
More Stories
Bagaimana meteor terbentuk? Baca deskripsi prosesnya
Uranus dan Neptunus mungkin memiliki berton-ton es metana
Rahasia Tersembunyi Langit Malam: 5 Tempat Terbaik di Dunia untuk Melihat Bima Sakti!