Группа астрофизиков из разных стран под руководством Лейденского университета (Нидерланды) предоставила всем желающим доступ к одной из самых масштабных симуляций Вселенной за всё время. Проект FLAMINGO занимает более 2,5 петабайта — это примерно объём полумиллиона фильмов в высоком разрешении. Эти симуляции отслеживают развитие материи от момента Большого взрыва до нынешней космической паутины, как указано в заявлении Нидерландской исследовательской школы астрономии (NOVA).
Источник изображений: Schaye et al. (2023), FLAMINGO / Virgo Consortium
FLAMINGO представляет собой коллекцию «виртуальных вселенных». Каждая из них стартует вскоре после Большого взрыва и развивается во времени. Симуляции показывают, как небольшие колебания плотности вещества постепенно превращались в галактики, их скопления и космическую паутину, формирующую крупномасштабную структуру современной Вселенной. В отличие от многих предыдущих проектов, FLAMINGO способен воспроизводить не только тёмную материю, которая составляет основную массу Вселенной, но и обычное вещество, а также влияние тёмной энергии в рамках единой согласованной модели.
Такой метод даёт учёным возможность одновременно исследовать процессы на совершенно разных уровнях. Одна и та же симуляция отображает как турбулентную физику газа, из которого внутри галактик рождаются звёзды, так и распределение галактических скоплений на расстояниях в миллиарды световых лет. «Эти симуляции позволяют нам наблюдать рост космических структур на огромных пространствах, одновременно моделируя сложные процессы формирования галактик», — отметил соавтор исследования Йоп Схайе (Joop Schaye).
Большой объём набора делает его особенно полезным для поиска редких событий. Массивные галактические скопления, яркие квазары и другие необычные космические объекты сложно обнаружить в меньших симуляциях из-за их редкости. Масштаб FLAMINGO увеличивает вероятность нахождения таких объектов и способствует более глубокому пониманию самых экстремальных условий во Вселенной.
Поверхностная плотность холодной тёмной материи в тонком срезе симуляции FLAMINGO размером 2,8 гигапарсека (около 9,1 млрд световых лет), где нити и узлы образуют крупномасштабную космическую паутину
Ещё одна ключевая цель этого проекта — помочь астрономам расшифровывать информацию, поступающую от телескопов нового поколения. Современные астрономические обзоры отображают небесную сферу с беспрецедентной чёткостью, и для сопоставления с реальными наблюдениями исследователям требуются надёжные теоретические модели. FLAMINGO предоставляет такую основу, позволяя проверять различные гипотезы о природе тёмной материи, тёмной энергии и процессах формирования галактик.
Собранные данные уже стали доступны учёным по всему миру. «Открытый доступ к массивам данных такого объёма может существенно ускорить развитие науки. Мы нацелены на создание ресурса, который окажется востребованным в самых разных областях астрофизических исследований», — отметил один из авторов работы, Маттьё Схаллер (Matthieu Schaller).
Срез симуляции FLAMINGO показывает космическую паутину и увеличенные области самого массивного скопления галактик, где видны распределение тёмной материи, температура газа и рентгеновское излучение
FLAMINGO коренным образом преобразует подход к исследованию космоса. Вместо того чтобы полагаться исключительно на результаты наблюдений, учёные теперь могут проводить эксперименты внутри детализированных виртуальных вселенных: корректировать физические параметры, проверять прогнозы и обнаруживать закономерности, которые в противном случае остались бы незамеченными.
