Duizenden verwerkers, terabytes aan gegevens, en maanden computertijd hebben een groep onderzoekers in Duitsland geholpen om enkele van de grootste simulaties met de hoogste resolutie te maken die ooit zijn gemaakt van sterrenstelsels zoals onze Melkweg.

Onder leiding van dr. Robert Grand van het Heidelberger Institut für Theoretische Studien, het werk van het Auriga Project verschijnt in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Astronomen bestuderen onze eigen en andere sterrenstelsels met telescopen en simulaties, in een poging om hun structuur en geschiedenis samen te voegen.

Men denkt dat spiraalstelsels zoals de Melkweg enkele honderdduizenden miljoen sterren bevatten, evenals grote hoeveelheden gas en stof.

De spiraalvorm is alledaags, met een enorm zwart gat in het midden, omgeven door een uitstulping van oude sterren, en armen die naar buiten kronkelen waar relatief jonge sterren zoals de zon worden gevonden.

Begrijpen hoe systemen zoals onze melkweg zijn ontstaan, blijft echter een belangrijke vraag in de geschiedenis van de kosmos.

Het enorme scala aan schalen (sterren, de bouwstenen van sterrenstelsels, zijn elk ongeveer een biljoen keer kleiner in massa dan de melkweg die ze vormen), evenals de complexe fysica die erbij komt kijken, vormt een formidabele uitdaging voor elk computermodel.

Met behulp van de Hornet- en SuperMUC-supercomputers in Duitsland en een ultramoderne code, het team voerde 30 simulaties uit met hoge resolutie, en 6 met zeer hoge resolutie, voor meerdere maanden.

De code bevat een van de meest uitgebreide natuurkundige modellen tot nu toe. Het omvat verschijnselen zoals zwaartekracht, stervorming, hydrodynamica van gas, supernova-explosies, en voor het eerst de magnetische velden die het interstellaire medium (het gas en stof tussen de sterren) doordringen.

Zwarte gaten groeiden ook in de simulatie, zich voedend met het gas om hen heen, en het vrijgeven van energie in de wijdere melkweg.

Dr Grand en zijn team waren opgetogen over de resultaten van de simulatie. "Het resultaat van het Auriga-project is dat astronomen ons werk nu kunnen gebruiken om toegang te krijgen tot een schat aan informatie, zoals de eigenschappen van de satellietstelsels en de zeer oude sterren in de halo die het sterrenstelsel omringt."

Het team ziet ook het effect van die kleinere sterrenstelsels, in sommige gevallen spiraalsgewijs in het grotere sterrenstelsel in het begin van zijn geschiedenis, in een proces dat grote spiraalvormige schijven had kunnen creëren.

Dr. Grand voegt toe:"Om een ​​spiraalstelsel in omvang te laten groeien, het heeft een substantiële toevoer van vers stervormend gas aan de randen nodig - kleinere gasrijke sterrenstelsels die zachtjes in de onze spiraalsgewijs bewegen, kunnen precies dat bieden."

De wetenschappers zullen nu de resultaten van het Auriga Project-werk combineren met gegevens in onderzoeken van observatoria zoals de Gaia-missie, om beter te begrijpen hoe fusies en botsingen sterrenstelsels als de onze hebben gevormd.