Обратная связь в Реалистической Окружающей среде или ОГОНЬ, проект – кульминация многолетнего, мультиуниверситетского усилия, которое – впервые – моделирует эволюцию галактик от вскоре после Большого взрыва через сегодня. Первое моделирование к фактору в реалистических эффектах звезд на их галактиках, результаты ОГНЯ предполагают, что радиация от звезд достаточно сильна, чтобы выдвинуть вопрос из галактик. И этого толчка достаточно, чтобы составлять «недостающую» галактическую массу в предыдущих вычислениях, говорит Филип Хопкинс, доцент теоретической астрофизики в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) и ведущий автор статьи, следующей из проекта.
«Люди предполагали в течение долгого времени, что ‘недостающая физика’ в этих моделях была тем, что мы называем обратной связью от звезд», говорит Хопкинс. «Когда звезды формируются, они должны оказать драматическое влияние на галактики, в которых они возникают через радиацию, которую они испускают, ветры, которые они сдувают их поверхностей и их взрывов как суперновинки. Ранее, не было возможно непосредственно следовать за любым из этих процессов в галактике, таким образом, более ранние модели, просто оцененные – косвенно – воздействие этих эффектов».Включая данные отдельных звезд в модели целой галактики, Хопкинс и его коллеги могут посмотреть на фактические эффекты звездной обратной связи – как радиация от звезд «продвигается» по галактическому вопросу – в каждой из галактик, которые они изучают. С новыми и улучшенными машинными кодами Хопкинс и его коллеги могут теперь сосредоточить их модель на определенных галактиках, используя то, что называют увеличением моделирований. «Увеличение моделирований позволяет Вам ‘отключаться’ и изучать просто область вселенной – несколько миллионов световых лет через, например – вокруг того, что собирается стать галактикой, о которой Вы заботитесь», говорит он. «Это было бы сумасшедшее дорогой, чтобы управлять моделированиями всей вселенной – приблизительно 50 миллиардов световых лет через – внезапно, таким образом, Вы просто выбираете одну галактику за один раз, и Вы концентрируете все свое решение там».
Увеличенный представление о развивающихся звездах в галактиках позволяет исследователям видеть радиацию от звезд и взрывов суперновинок, уносящих большие суммы материала из тех галактик. Когда они вычисляют сумму вопроса, потерянного от галактик во время этих событий, та обратная связь от звезд в моделировании точно составляет малые массы, которые на самом деле наблюдались в реальных галактиках. «Большая вещь, которую мы в состоянии объяснить, состоит в том, что реальные галактики намного менее крупные, чем они были бы то, если бы эти процессы обратной связи не работали», говорит он. «Таким образом, если Вы заботитесь о структуре галактики, Вы действительно должны заботиться о звездном формировании и суперновинках – и эффект их обратной связи на галактике».
Но как только звезды выдвигают этот вопрос из галактики, куда это идет?Это – хороший вопрос, Хопкинс говорит – и тот, что исследователи надеются ответить, объединяя их моделирования с новыми наблюдениями в ближайшие месяцы.«Звезды и суперновинки, кажется, производят эти галактические суперветры, которые сдувают материал в то, что мы называем circum-и межгалактической средой – пространство вокруг и между галактиками.
Это действительно своевременно для нас, потому что есть много новых наблюдений за газом в этой межгалактической среде прямо сейчас, многих из них прибывающий из Калифорнийского технологического института», говорит Хопкинс. «Например, люди недавно нашли, что есть более тяжелые элементы, пускающие в ход приблизительно пару ста тысяч световых лет далеко от галактики, чем на самом деле в самой галактике. Вы можете отследить потерянный вопрос, найдя эти тяжелые элементы; мы знаем, что они только сделаны в сплаве в звездах, таким образом, они должны были быть в галактике в какой-то момент.
Это согласуется с нашей картиной, и мы можем теперь на самом деле начать планировать, куда этот материал идет».Хотя моделирования ОГНЯ могут точно составлять малую массу маленьких – к галактикам среднего размера, включенная физика, как в предыдущих моделях, не может объяснить всю недостающую массу в очень больших галактиках – как больше, чем наш Млечный путь.
Хопкинс и его коллеги выдвинули гипотезу, что черные дыры в центрах этих больших галактик могли бы выпустить достаточно энергии выставить остальную часть вопроса, не сдувшего звездами. «Следующий шаг для моделирований составляет энергию от черных дыр, которые мы главным образом проигнорировали на данный момент», говорит он.Информация обеспечила у огня, моделирования показывает, что обратная связь от звезд может изменить рост и историю галактик намного более драматическим способом, чем кто-либо ранее ожидал, говорит Хопкинс. «Мы только что начали исследовать эти новые неожиданности, но мы надеемся, что эти новые инструменты позволят нам изучить большое количество нерешенных вопросов в области».