연구원들은 110억 년 전 먼 우주에서 관찰된 가장 큰 은하단의 전체 수명 주기를 직접 재현하는 시뮬레이션을 처음으로 만들었습니다.
우주론적 시뮬레이션은 우주가 오늘날의 모습이 된 방법을 결정하는 데 중요하지만 대부분은 일반적으로 천문학자들이 망원경으로 관찰하는 것과 일치하지 않습니다.
대부분은 통계적 의미에서만 실제 우주와 일치하도록 설계되었습니다. 반면에 제한된 우주론적 시뮬레이션은 우리가 실제로 관찰하는 구조를 직접 재현하도록 설계되었습니다. 그러나 이러한 종류의 기존 시뮬레이션은 대부분 지구에 가까운 우리의 지역 우주에 적용되었지만 먼 우주의 관측에는 적용되지 않았습니다.
우주 물리학 및 수학 연구소의 과학자 그룹. Kavli는 자체 중력에 의해 형성되기 전에 현대 은하단의 조상인 거대한 원형 은하단과 같은 먼 구조에 관심이 있었습니다. 그들은 멀리 떨어진 원형 클러스터에 대한 현재 연구가 때때로 지나치게 단순하다는 것을 발견했습니다. 즉, 시뮬레이션이 아닌 단순한 모델을 사용하여 수행되었음을 의미합니다.
우리는 구조가 어떻게 시작되고 끝나는지 보기 위해 실제의 먼 우주에 대한 완전한 시뮬레이션을 개발하려고 했다고 연구원들은 말합니다. 그 결과는 COSTCO(Constrained COsmos Field Simulation)였습니다.
과학자들은 시뮬레이션을 개발하는 것이 타임머신을 만드는 것과 매우 유사하다고 말합니다. 먼 우주의 빛이 이제서야 지구에 도달하기 때문에 오늘날 망원경으로 볼 수 있는 은하는 과거의 스냅샷입니다.
그것은 할아버지의 오래된 흑백 사진을 찾아 그의 삶의 비디오를 만드는 것과 같습니다.
이러한 의미에서 연구원들은 우주의 젊은 선조 은하들의 사진을 찍은 다음 은하단이 어떻게 형성되는지 연구하기 위해 그들의 나이를 빠르게 감았습니다.
연구원들이 사용한 은하계의 빛은 우리에게 도달하기 위해 110억 광년을 여행했습니다. 가장 어려운 부분은 대규모 환경을 고려하는 것이었습니다.
이것은 고립되어 있든 더 큰 구조에 연결되어 있든 이러한 구조의 운명에 매우 중요한 것입니다. 환경을 고려하지 않으면 완전히 다른 대답을 얻습니다. 우리는 전체 시뮬레이션이 있기 때문에 확장 가능한 환경을 지속적으로 고려했고 따라서 우리의 예측이 더 안정적입니다.”라고 저자 Metin Ata가 말했습니다.
연구원들이 이러한 시뮬레이션을 만든 또 다른 중요한 이유는 우주의 물리학을 설명하는 데 사용되는 표준 우주론적 모델을 테스트하기 위해서였습니다.
주어진 공간에서 구조의 최종 질량과 최종 분포를 예측함으로써 연구자들은 현재 우주에 대한 이해에서 이전에는 감지되지 않은 불일치를 발견할 수 있었습니다.
시뮬레이션을 사용하여 연구원들은 이미 발표된 3개의 은하계 원형 클러스터의 존재에 대한 증거를 찾고 하나의 구조를 반증할 수 있었습니다.
또한 시뮬레이션에서 지속적으로 형성된 5개의 구조를 더 식별할 수 있었습니다. 여기에는 현재까지 알려진 가장 크고 최초의 원시 슈퍼은하단인 Hyperion 원시 슈퍼은하단이 포함되며, 이는 우리 은하수 질량의 5,000배이며 3억 광년 길이의 큰 필라멘트로 붕괴될 것이라고 연구원들은 결정했습니다.
그들의 작업은 은하계의 우주적 환경과 먼 퀘이사의 흡수선에 대한 연구를 포함하여 이미 다른 프로젝트에 적용되고 있습니다.
연구에 대한 자세한 내용은 Nature Astronomy 저널에 게재되었습니다.
2022-06-14 18:24:42
작가: Vitalii Babkin