Символічно: вченим знадобилося дев'ять місяців на те, щоб найпотужніший суперкомп'ютер обрахував детальну модель народження спіральної галактики. Вийшло дуже схоже на нашу.
"Попередні спроби обрахувати формування масивної спіральної галактики на зразок Чумацького Шляху виявлялися безуспішними, - говорить Хав'єра Гедес (Javiera Guedes), одна з авторів нової моделі, яку умовно назвали" Еріда "(Eris). Еріда, яка народилася в суперкомп'ютері у згоді із закладеними вченими параметрами і алгоритмами - класична велика спіральна галактика з перемичкою з яскравих зірок, що перетинає її приблизно посередині. Вона у всьому схожа з нашою власною галактикою, включаючи яскравість, відношення розмірів перемички до розмірів самого диска, зоряне «населення» та інші ключові параметри.
За словами голови групи вчених професора П'єро Мадау (Piero Madau), розрахунки зажадали величезних кількостей машинного часу, включаючи 1,4 млн процесорно-годин суперкомп'ютера NASA Pleiades (сьомого у світовому рейтингу найпродуктивніших обчислювальних систем Top500), притому що деякі «нескладні» розрахунки проводилися на потужностях Каліфорнійського університету в Санта-Крус).
Втім, результат того коштував. Він дозволив підтвердити прийняту сьогодні теорію, в рамках якої еволюція великомасштабних структур Всесвіту спрямовується т. зв. «холодною темною матерією». («Темний» - тому що не бере участі в жодних взаємодіях зі звичайною матерією, крім гравітаційного, в тому числі не випускає і не поглинає випромінювання. «Холодна» ж в даному випадку означає рухається зі швидкістю набагато меншої швидкості світла. Як наслідок, холодна темна матерія здатна формувати великі стабільні освіти, можливо, навіть цілі «Темні галактики».)
Теорія вважає, що незабаром після Великого Вибуху крихітні флуктуації щільності призвели до появи перших згустків темної матерії, які в подальшому росли і зливалися. Звичайна матерія, що згодом склала пил, зірки, планети і все інше, при цьому становить менше 5% маси Всесвіту; вона корилася у своєму русі тяжіння згустків темної матерії, і цілі галактики виростали в оточенні гало з темної матерії (читайте: «Ембріони галактик»).
На жаль, спроби змоделювати цей процес, що робилися всі останні десятиліття, були невдалими, і жодна з них не призвела до «народження» стрункої і великої галактики, подібної Чумацькому Шляху з його ущільненим диском, центральною перемичкою і великими сяючими спіральними рукавами. На думку П'єро Мадау, ключовим фактором успіху його Еріди стало коректне і точне моделювання процесу зореутворення: "Зірки в галактиках формуються в досить щільних скупченнях, і відтворити цей процес в ході симуляції дуже непросто... Нам вперше вдалося виконати це для щільних газопилових хмар, де відбувається народження нових зірок. І отримати результат - галактику, схожу на Чумацький Шлях "...
Моделювання почалося з приблизної симуляції еволюції згустків і гало темної матерії, що стали структурною основою для появи сучасних галактик. Потім вчені вибрали гало, за властивостями близьке до того, що, швидше за все, оточує Чумацький Шлях, і «відмотали час назад», до первинних умов. Так був обраний менший, більш відповідний для моделювання регіон, який був обрахований вже з додаванням звичайної матерії і підвищеним дозволом, що дозволило відстежити долю величезної кількості частинок - в цілому понад 60 млн - з урахуванням всіляких взаємодій, гравітаційних, гідродинамічних, з впливами вибухів наднових і так далі, і так далі. Результат - очевидний: такої стрункої, акуратної «близнючкою» Чумацького Шляху важко не залюбуватися.
За прес-релізом University of California - Santa Cruz