Het is moeilijk om de vorming en evolutie van sterrenstelsels te begrijpen omdat er zoveel verschillende fysieke processen bij betrokken zijn, behalve zwaartekracht. inclusief processen die verband houden met stervorming en stellaire straling, de afkoeling van het gas in het interstellaire medium, feedback van opgroeiende zwarte gaten, magnetische velden, kosmische stralen, en meer. Astronomen hebben computersimulaties van de vorming van sterrenstelsels gebruikt om het samenspel van deze processen te begrijpen en vragen te beantwoorden die nog niet kunnen worden beantwoord door middel van waarnemingen, zoals hoe de eerste sterrenstelsels in het heelal werden gevormd. Simulaties van de vorming van sterrenstelsels vereisen de zelfconsistente modellering van al deze verschillende mechanismen tegelijk, maar een belangrijk probleem is dat elk van hen op een andere ruimtelijke schaal werkt, waardoor het bijna onmogelijk is om ze allemaal tegelijkertijd goed te simuleren. Instroom van gas uit het intergalactische medium in een melkwegstelsel, bijvoorbeeld, vindt plaats over miljoenen lichtjaren, de winden van sterren hebben invloed over honderden lichtjaren, terwijl de feedback van een zwart gat van zijn accretieschijf plaatsvindt op schalen van duizendsten van een lichtjaar.

CfA-astronomen Rahul Kannan en Lars Hernquist, met hun collega's, hebben een nieuw computationeel raamwerk ontwikkeld dat zelfconsistent al deze effecten omvat. De berekeningen maken gebruik van een nieuw stellair feedbackraamwerk genaamd Stars and Multiphase Gas in Galaxies (SMUGGLE), dat processen integreert waarbij straling, stof, moleculair waterstofgas (de dominante component van het interstellaire medium) en omvat ook thermische en chemische modellering. De SMUGGLE-feedback is opgenomen in de populaire AREPO hydrodynamische code die de evolutie van structuren simuleert, en die een toegevoegde module heeft om stralingseffecten op te nemen.

De astronomen gebruiken een simulatie van de Melkweg om hun resultaten te testen, en rapporteer zeer goede overeenstemming met waarnemingen. Ze vinden dat de terugkoppelingseffecten van straling op de stervormingssnelheden vrij bescheiden zijn, althans in een melkwegvoorbeeld, waar sterren worden gevormd met een snelheid van slechts twee tot drie zonsmassa's per jaar. Anderzijds, ze ontdekken dat de straling van sterren de structuur en verwarming van het interstellaire medium drastisch verandert door de verdeling van hete, warm, en koud materiaal dat afwijkt van de eenvoudige verwachting. De code simuleert goed de stoftemperatuurverdeling met warm stof dat (zoals verwacht) in de buurt van de stervormingsgebieden ligt, maar met het koude stof, misschien zo laag als tien Kelvin, verder weg verspreid. Het succes van deze nieuwe simulaties motiveert de auteurs om hun werk uit te breiden naar simulaties met een nog fijnere ruimtelijke resolutie.