تجمع محاكاة حاسوبية جديدة بين ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي للكون المبكر لتصوير تكوينات المجرات الأقدم والنجوم الأولى للكون بدقة.
طور الباحثون نموذجًا للكون المبكر يتوافق بشكل أفضل مع الملاحظات.
ابتكر الباحثون محاكاة حاسوبية جديدة للكون المبكر. تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
أشارت ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي المبكرة إلى أن شيئًا ما قد يكون خاطئًا في فهمنا لتكوين المجرات المبكر. بدت المجرات الأولى التي درسها تلسكوب جيمس ويب الفضائي أكثر سطوعًا وأكبر حجمًا من التوقعات النظرية.
محاكاة عصر النهضة
نتائج مثيرة للاهتمام نشرت مؤخرا المجلة المفتوحة للفيزياء الفلكيةأظهر باحثون من جامعة ماينوث في أيرلندا، مع متعاونين من معهد جورجيا للتكنولوجيا (Georgia Tech)، أن الملاحظات التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لم تتعارض مع التوقعات النظرية. إن “محاكاة عصر النهضة” التي يستخدمها الفريق هي عبارة عن سلسلة من عمليات المحاكاة الحاسوبية المتطورة لتكوين المجرات في الكون المبكر.
ابتكر الباحثون محاكاة حاسوبية جديدة للكون المبكر، والتي تتطابق بشكل وثيق مع الملاحظات التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). مصدر الصورة: NASA وESA وS. Beckwith (STScI) وفريق HUDF
تعمل المحاكاة على حل كتل صغيرة جدًا من المادة المظلمة وتتبع هذه الكتل أثناء تكثيفها وتشكلها في هالات المادة المظلمة، والتي تستضيف لاحقًا أنواع المجرات التي نلاحظها. يمكن لعمليات المحاكاة أن تضع نموذجًا لتشكيل النجوم الأولى التي تتشكل في عالمنا – نجوم المجموعة الثالثة – والتي من المتوقع أن تكون أكبر بكثير وأكثر سطوعًا من النجوم الحالية.
التوافق مع النماذج الحالية
تُظهر عمليات المحاكاة التي استخدمها فريق MU أن هذه المجرات تتوافق مع النماذج التي تملي فيزياء المحاكاة الكونية.
وفي حديثه عن النتائج، قال المؤلف الرئيسي جو إم، وهو طالب دكتوراه في قسم الفيزياء النظرية في ماينوث: وقال ماكافري: “لقد أظهرنا أن هذه المحاكاة مهمة لفهم أصلنا في الكون. وفي المستقبل، نأمل أن نستخدم نفس هذه المحاكاة لدراسة نمو الثقوب السوداء الضخمة في بداية الكون”.
قوة JWST
علق الدكتور جون ريغان، الأستاذ المشارك في قسم الفيزياء النظرية في ماينوث، على أبحاث مجموعته البحثية واتجاهها المستقبلي: “لقد أحدث تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثورة في فهمنا للكون المبكر. وباستخدام قوتها المذهلة، يمكن الآن رؤية الكون بعد بضع مئات الملايين من السنين. .الانفجار العظيم – الوقت الذي كان فيه الكون أقل من 1% من عمره الحالي.
“ما يوضحه لنا تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو أن الكون الشاب انفجر بتشكيل نجمي ضخم وتطور عدد من الثقوب السوداء الضخمة. وستكون الخطوات التالية هي استخدام هذه الملاحظات لتوجيه نماذجنا النظرية – وهو أمر كان مستحيلاً حتى وقت قريب.
ملحوظة: “لا يوجد توتر: مجرات JWST عند z> 10 متوافقة مع عمليات المحاكاة الكونية” جو ماكافري، سامانثا هاردين، جون إتش. وايز وجون أ. ريغان، 27 سبتمبر 2023، المجلة المفتوحة للفيزياء الفلكية.
دوى: 10.21105/astro.2304.13755
