Pela primeira vez, pesquisadores criaram simulações que recriam diretamente o ciclo de vida completo de algumas das maiores coleções de galáxias observadas no universo distante há 11 bilhões de anos, relata um novo estudo em Nature Astronomy .
Simulações cosmológicas são cruciais para determinar como o universo se tornou a forma que tem hoje, mas muitas normalmente não correspondem ao que os astrônomos observam através de telescópios. A maioria é projetada para corresponder ao universo real apenas em um sentido estatístico. As simulações cosmológicas restritas, por outro lado, são projetadas para reproduzir diretamente as estruturas que realmente observamos. No entanto, a maioria das simulações existentes desse tipo foram aplicadas ao nosso universo local, ou seja, próximo à Terra, mas nunca para observações do universo distante.

Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe Project Researcher e primeiro autor Metin Ata e o professor assistente do projeto Khee-Gan Lee, estavam interessados ​​em estruturas distantes como protoclusters de galáxias massivas, que são ancestrais dos atuais aglomerados de galáxias antes que eles pudessem se agrupar sob sua própria gravidade. Eles descobriram que os estudos atuais de protoclusters distantes às vezes eram simplificados demais, o que significa que foram feitos com modelos simples e não simulações.

“Queríamos tentar desenvolver uma simulação completa do universo distante real para ver como as estruturas começaram e como terminaram”, disse Ata.

O resultado foi COSTCO (COnstrained Simulations of The COsmos Field).

Lee disse que desenvolver a simulação era como construir uma máquina do tempo. Como a luz do universo distante só está chegando à Terra agora, as galáxias que os telescópios observam hoje são um instantâneo do passado.

"É como encontrar uma velha foto em preto e branco de seu avô e criar um vídeo de sua vida", disse ele.

Nesse sentido, os pesquisadores tiraram fotos de galáxias avós "jovens" no universo e, em seguida, avançaram sua idade para estudar como os aglomerados de galáxias se formariam.

A luz das galáxias que os pesquisadores usaram percorreu uma distância de 11 bilhões de anos-luz para chegar até nós.

O mais desafiador foi levar em conta o ambiente de grande escala.

"Isso é algo muito importante para o destino dessas estruturas, sejam elas isoladas ou associadas a uma estrutura maior. Se você não levar o ambiente em consideração, você terá respostas completamente diferentes. dimensionar o ambiente de forma consistente, pois temos uma simulação completa, e é por isso que nossa previsão é mais estável", disse Ata.

Outra razão importante pela qual os pesquisadores criaram essas simulações foi testar o modelo padrão da cosmologia, que é usado para descrever a física do universo. Ao prever a massa final e a distribuição final das estruturas em um determinado espaço, os pesquisadores podem revelar discrepâncias anteriormente não detectadas em nossa compreensão atual do universo.

Usando suas simulações, os pesquisadores conseguiram encontrar evidências de três protoaglomerados de galáxias já publicados e desfavorecer uma estrutura. Além disso, eles conseguiram identificar mais cinco estruturas que se formaram consistentemente em suas simulações. Isso inclui o proto-superaglomerado Hyperion, o maior e mais antigo proto-superaglomerado conhecido hoje que tem 5.000 vezes a massa da Via Láctea, que os pesquisadores descobriram que entrará em colapso em um grande filamento de 300 milhões de anos-luz.

Seu trabalho já está sendo aplicado a outros projetos, incluindo aqueles para estudar o ambiente cosmológico de galáxias e linhas de absorção de quasares distantes, para citar alguns.

Os detalhes de seu estudo foram publicados em Nature Astronomy em 2 de junho. + Explorar mais

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