Met behulp van supercomputers kunnen astronomen de vorming van sterrenstelsels nabootsen van de oerknal tot nu. De voorspellingen van zulke modellen worden echter beïnvloed door beperkingen in de resolutie van de berekeningen en door aannames over een aantal factoren, zoals de levensloop van sterren en de evolutie van het interstellaire medium waar zij deel van uitmaken. Een internationaal onderzoeksteam heeft de afgelopen acht jaar honderd miljoen uren aan computer-rekentijd besteed om zulke simulaties zo nauwkeurig mogelijk te maken (The Astrophysical Journal). Om mogelijke foutbronnen in de simulaties te minimaliseren hebben 160 onderzoekers van zestig instellingen voor hoger onderwijs, onder leiding van Santi Roca-Fàbrega van de Universiteit van Lund (Zweden), Ji-hoon Kim van de Nationale Universiteit van Seoul (Zuid-Korea) en Joel R. Primack van de Universiteit van Californië te Santa Cruz (VS), de koppen bij elkaar gestoken. Ze hebben de resultaten en algoritmes van de ‘rekenmeesters’ achter ’s werelds beste simulaties van sterrenstelsels bijeengebracht en met elkaar vergeleken. De resultaten van deze samenwerking – de zogeheten CosmoRun-simulaties – zijn nu gepubliceerd in het vakblad The Astrophysical Journal. Hierin hebben de onderzoekers de vorming van een sterrenstelsel met dezelfde massa als de Melkweg geanalyseerd. De simulatie is gebaseerd op dezelfde astrofysische aannames over de ultraviolette achtergrondstraling die door de eerste sterren in het heelal is geproduceerd, de afkoeling en opwarming van interstellair gas en het proces van de stervorming. De nieuwe resultaten brengen de onderzoekers tot de conclusie dat schijfvormige sterrenstelsels zoals ons Melkwegstelsel heel vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn ontstaan. Dat is in overeenstemming met recente waarnemingen van de Webb-ruimtetelescoop. Ook hebben de astronomen een manier gevonden om het aantal satellietstelsels – sterrenstelsels die om grotere sterrenstelsels draaien – in overeenstemming te brengen met de waarnemingen. Het aantal satellietstelsels dat astronomen hebben waargenomen was tot nu toe namelijk veel kleiner dan de aantallen die door computersimulaties werden voorspeld (het zogeheten ontbrekende dwergstelselsprobleem). Daarnaast heeft het team aangetoond dat niet, zoals werd aangenomen, het aantal sterren en hun verdeling bepalend is voor een realistische simulatie, maar de hoeveelheid en de verdeling het gas rondom de sterrenstelsels. (EE)
(Image Credit: The AGORA Collaboration)
