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  據報道稱,一個研究團隊成功地對類銀河系星系進行了計算機模擬,幫助解決了一個長期以來困擾天文學家的星系形成問題。

  在過去二十年裏,科學家做出各種嘗試,試圖用計算機模擬再建我們的銀河系,但都因為銀河系組成的複雜性而失敗了,包括中心核球的恒星,以及周圍的旋臂。這個新模擬被稱為“Eris”,利用美國宇航局的具有當代最先進水平的七姐妹超級計算機進行(以及加州大學聖克魯斯分校的支持和蘇黎世理論物理學研究所的支持),它模制了包括亮度、恒星結構以及核球-星系盤的比率。

  左面是Eris,130億年後的情況。右面是M74;和銀河系相似的旋渦星系。兩者用紅色顯示氣體雲,用藍色顯示恒星。

  “這之前所有形成類似銀河系的大質量盤星系的努力都失敗了,因為模擬的星系最終都得到比星系盤大得多的巨大的中心核球,”Javiera Guedes説道,他是描述最新模擬的論文的第一作者,花費九個月進行模擬。“模擬了6千多萬暗物質和氣體粒子之間的相互作用。大量物理學進入編碼,這是迄今按這種方式做的最高分辨率的宇宙學模擬。”

  上圖顯示模擬的星系Eris。下圖顯示銀河系的相似影像,是2MASS在紅外波段拍攝的。兩者都顯示和伸展的旋臂相比較小的核球。

  暗物質,因為觀測不到所以這麼稱呼它,被認為組成了宇宙內至少80%的物質,是目前流行的宇宙結構形成理論的主要推動力。大爆炸之後短時間內暗物質密度的波動造成被引力拉在一起的小團塊。然後這些小團塊合併為越來越大的團塊,‘普通’物質掉進暗物質産生的引力勢阱內,造成位於暗物質暈內部的星系。假設暗物質被認為超過了普通物質,這導致“冷暗物質理論”,宇宙內的結構受到暗物質的引力相互作用的驅動。

  “模擬顯示,冷暗物質假説,暗物質為星系形成提供‘腳手架’,能夠産生真實的盤主導的星系,”合作者Piero Madau説,他也是UCSC的。

  和恒星形成分佈得更加精確的高密度區域一起,這個新模擬也更好地反映了超新星的行為。在高密度區域內,爆發的超新星能量把氣體轟出星系,否則它會累積起來並補充到中心核球。“成團的恒星形成和來自超新星的能量注入造成了這個模擬的差異,”Madau説。

  該團隊的論文已經被《天體物理學學報》接受。

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channelId 1 1 美國科研人員首次成功模擬類銀河系星系 1 一個研究團隊成功地對類銀河系星系進行了計算機模擬,幫助解決了一個長期以來困擾天文學家的星系形成問題