IllustrisTNG 프로젝트의 첫 번째 결과는 세 가지 별도의 연구에 발표되었으며 블랙홀이 우주를 형성하는 방법과 은하가 어떻게 형성되고 성장하는지에 대한 새로운 시각을 제시하고 있습니다. IllustrisTNG 프로젝트는“차세대 우주 유체 역학 시뮬레이션”으로 평가됩니다. 이 프로젝트는 우리 우주에 대한 일련의 대규모 유체 역학 시뮬레이션입니다. 그것의 목표는 은하 형성을 이끄는 물리적 과정을 이해하는 것입니다.
IllustriousTNG의 중심에는 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터 중 하나 인 독일 슈투트가르트에있는 고성능 컴퓨팅 센터의 헤이즐 헨 (Hazel Hen) 머신에서 실행되는 우주의 최첨단 수치 모델이 있습니다. Hazel Hen는 독일에서 가장 빠른 컴퓨터이며 세계에서 19 번째로 빠른 컴퓨터입니다.
우리의 현재 우주론 모델은 우주의 질량 에너지 밀도가 암흑 물질과 암흑 에너지에 의해 지배되고 있음을 시사합니다. 이 두 가지를 모두 관찰 할 수 없기 때문에이 모델을 테스트하는 유일한 방법은 별, 확산 가스 및 블랙홀의 Accreding과 같이 볼 수있는 사물의 구조를 정확하게 예측할 수있는 것입니다. 이 눈에 보이는 것은 우주의 웹 시트, 필라멘트 및 공극으로 구성됩니다. 이것 안에는 우주 구조의 기본 단위 인 은하가 있습니다. 우리는 은하 구조에 대한 우리의 아이디어를 테스트하기 위해, 상세하고 현실적인 시뮬레이션 은하를 만들어 실제와 비교해야합니다.
미국과 독일의 천체 물리학 자들은 IllustrisTNG를 사용하여 자신 만의 우주를 만들었고,이를 자세히 연구 할 수있었습니다. IllustrisTNG는 실제 우주에 대한 관측과 매우 밀접한 관련이 있지만 과학자들은 자신의 우주에서 모호한 것을 볼 수 있습니다. 이것은 지금까지 매우 흥미로운 결과를 가져 왔으며 우주론과 천체 물리학의 몇 가지 큰 질문에 답하는 데 도움이되었습니다.
우리는 은하가 그들의 중심에 초 거대 블랙홀 (SMBH)을 주최한다는 것을 알게 된 이래로, 은하의 진화와 아마도 그들의 형성에 큰 영향을 미친다고 믿어지고있다. 그것은 분명한 질문으로 이어졌습니다.이 SMBH가 그것을 호스팅하는 은하에 어떤 영향을 미칩니 까? 막스 플랑크 천체 물리 연구소의 딜런 넬슨 (Dr. Nelson) 박사의 논문에 따르면 TNG가 이에 대한 대답을하기 시작했다.
"우리의 큰 타원형 은하에서 별 형성을 소화 할 수있는 유일한 물리적 실체는 중심에있는 초대형 블랙홀입니다." – Max Planck 천체 물리 연구소 Dr. Dylan Nelson,
여전히 별 형성 단계에있는 은하들은 어린 별들의 푸른 빛에서 밝게 빛납니다. 그런 다음 무언가가 바뀌고 별 형성이 끝납니다. 그 후, 은하계는 오래되고 붉은 별에 의해 지배되고, 은하계는“붉고 죽은”은하계로 가득 찬 묘지에 합류합니다. 넬슨은“우리의 큰 타원 은하에서 별 형성을 소화 할 수있는 유일한 물리적 실체는 중심에있는 초대형 블랙홀이다”고 설명했다. 그러나 그들은 어떻게합니까?
넬슨과 그의 동료들은이 기술이 저 발현 상태에서 초 거대 블랙홀 피드백에 기인한다고 밝혔다. 즉, 블랙홀이 공급됨에 따라 별 모양의 가스와 먼지가 은하에서 날려 오는 바람 또는 충격파가 생성됩니다. 이것은 미래의 별 형성을 제한합니다. 기존의 별들은 노화되고 빨갛게 변하고, 새로운 푸른 별들은 거의 형성되지 않습니다.
작은 은하들이 합쳐질 때 큰 은하가 형성되는 것으로 오랫동안 생각되어왔다. 은하가 커질수록 중력은 더 작은 은하를 끌어들입니다. 이 충돌 중에 은하가 찢어졌습니다. 어떤 별들은 흩어지고 새로운 더 큰 은하 주위의 후광에 거주하게됩니다. 이것은 새로 생성 된 은하에 희미한 빛의 희미한 배경 빛을 주어야한다. 그러나 이것은 예측이며,이 창백한 빛은 관찰하기가 매우 어렵습니다.
"우리의 예측은 이제 관찰자가 체계적으로 확인할 수 있습니다." – Annalisa Pillepich 박사 (Max Planck 천체 물리 연구소)
IllustrisTNG는이 광선의 모양을보다 정확하게 예측할 수있었습니다. 이것은 천문학 자들이 실제 우주에서이 창백한 별빛을 관찰하려고 할 때 무엇을 찾아야하는지에 대한 더 나은 아이디어를 제공합니다. "우리의 예측은 이제 관찰자들이 체계적으로 확인할 수있다"고 추가 IllustrisTNG 연구를 주도한 Annalisa Pillepich (MPIA) 박사는 지적했다. "이것은 계층 적 은하 형성의 이론적 모델에 대한 비판적 테스트를 제공합니다."
IllustrisTNG는 진행중인 일련의 시뮬레이션입니다. 지금까지 3 개의 IllustrisTNG 실행이 있었으며, 각각의 실행은 이전보다 더 큰 시뮬레이션을 생성합니다. TNG 50, TNG 100 및 TNG 300입니다. TNG300은 TNG50보다 훨씬 크며 더 큰 영역을 연구하여 대규모 구조에 대한 단서를 보여줍니다. TNG50은 훨씬 더 작지만 훨씬 더 정밀합니다. 그것은 우리에게 은하의 구조적 특성과 은하 주위의 가스의 상세한 구조를 더 자세히 보여줍니다. TNG100은 중간에 있습니다.
IllustrisTNG는 최초의 우주 유체 역학 시뮬레이션이 아닙니다. 기타로는 Eagle, Horizon-AGN 및 IllustrisTNG의 전신 인 Illustris가 있습니다. 그들은 이러한 예측 이론적 모델이 얼마나 강력한지를 보여 주었다. 컴퓨터가 더욱 강력 해지고 물리 및 우주론에 대한 이해가 높아짐에 따라 이러한 유형의 시뮬레이션은 더 크고 자세한 결과를 얻을 수 있습니다.
