Teleskop Webba i „symulacja renesansu” odkrywają wczesny wszechświat

Nowa symulacja komputerowa pokrywa się z obserwacjami wczesnego Wszechświata prowadzonymi przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i dokładnie przedstawia powstawanie wczesnych galaktyk i pierwszych gwiazd we Wszechświecie.

Naukowcy stworzyli model wczesnego Wszechświata, który lepiej pasuje do obserwacji.

Naukowcy opracowali nową symulację komputerową wczesnego Wszechświata, która ściśle odpowiada obserwacjom dokonanym przez Wszechświat Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).

Wstępne obserwacje JWST sugerowały, że coś może być nie tak z naszym rozumieniem wczesnego powstawania galaktyk. Pierwsze galaktyki badane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba okazały się jaśniejsze i masywniejsze, niż przewidywały teoretyczne.

Symulacja renesansu

Ciekawe wyniki, opublikowane niedawno w Otwórz czasopismo astrofizykiNaukowcy z Uniwersytetu Maynooth w Irlandii wraz ze współpracownikami z Georgia Tech pokazują, że obserwacje dokonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba nie zaprzeczają przewidywaniom teoretycznym. Tak zwana „symulacja renesansowa”, z której korzysta zespół, to seria wysoce wyrafinowanych symulacji komputerowych powstawania galaktyk we wczesnym wszechświecie.

Naukowcy opracowali nową symulację komputerową wczesnego Wszechświata, która ściśle odpowiada obserwacjom wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST). Źródło obrazu: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) i zespół HUDF

Symulacje mogą rozdzielić bardzo małe skupiska ciemnej materii i śledzić te skupiska, gdy koagulują i gromadzą się, tworząc halo ciemnej materii, w których następnie znajdują się obserwowane przez nas typy galaktyk. Symulacje mogą również modelować skład pierwszych gwiazd, które powstały w naszym wszechświecie – gwiazd grupy III – które, jak się oczekuje, będą masywniejsze i jaśniejsze niż dzisiejsze gwiazdy.

Spójność z istniejącymi modelami

Symulacje wykorzystane przez zespół MU wykazały, że galaktyki te pasują do modeli, które dyktują fizykę symulacji kosmologicznych.

Mówiąc o wynikach, główny autor Joe M. McCaffrey, doktorant na Wydziale Fizyki Teoretycznej w Maynooth, powiedział: „Wykazaliśmy, że te symulacje są niezbędne do zrozumienia naszego pochodzenia we wszechświecie. Mamy nadzieję, że w przyszłości użyj tych samych symulacji do badania wzrostu masywnych czarnych dziur w Początkach Wszechświata.

Siła JWST

Komentując badania i przyszły kierunek swojego zespołu badawczego, dr John Regan, profesor nadzwyczajny na Wydziale Fizyki Teoretycznej w Maynooth, powiedział: „Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zrewolucjonizował nasze rozumienie wczesnego Wszechświata. Korzystając z jego niesamowitej mocy, jesteśmy teraz w stanie zobaczyć wszechświat takim, jaki istniał zaledwie kilkaset milionów lat temu wielka eksplozja – Czas, w którym Wszechświat miał mniej niż 1% swojego obecnego wieku.

„Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pokazuje nam, że młody wszechświat obfitował w powstawanie masywnych gwiazd i ewoluującą populację masywnych czarnych dziur. Następnym krokiem będzie wykorzystanie tych obserwacji do kierowania naszymi modelami teoretycznymi, co do niedawna było po prostu niemożliwe.”

Odniesienie: „No Jitter: Galaktyki JWST przy z>10 są zgodne z symulacjami kosmologicznymi” autorstwa Joe McCaffreya, Samanthy Hardin, Johna H. Wise’a i Johna A. Regana, 27 września 2023 r., Otwórz czasopismo astrofizyki.
doi: 10.21105/astro.2304.13755