美国物理学界通过计算机模型仿造星系
2011-09-01 11:33:54 来源: 科技日报 责编：楷维留学指南
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模拟结果支持了主流认可的“冷暗物质”理论。“冷暗物质”是一类运动缓慢且无法被“看到”的物质，宇宙中的星系演化是万有引力和暗物质之间相互作用的结果。大爆炸之后，最初的物质存在微小的密度不均匀，它们之间通过万有引力作用形成了最初的暗物质团，这些暗物质团吞并了较小的原始物质后变得越来越大。宇宙中不到20%的普通物质形成了恒星和行星，它们落入大团暗物质产生的“重力井”中，就形成了中心含有一个暗物质光环的星系。
研究小组首先从低分辨率开始，模拟最初的暗物质演化成一个类银河星系的控制中心，然后放大中心光环区，引入气体粒子并大幅度提高分辨率，再追踪粒子间的相互作用的演化。他们使用具有超高分辨率的美国国家航空航天局(NASA)昴宿星团超级计算机，仅数据处理就花了140万个小时。在“厄里斯”星系中，设置的临界密度让一些高密度区域更容易形成恒星，从而更接近真实星系的情况。
过去20年来，科学家一直想用计算机再现这一过程，却无法生成像银河系那样的星系。论文合著者、加州大学-圣克鲁斯分校(University of California--Santa Cruz)天文与天体物理学教授皮耶罗·马多说：“真实的星系是由恒星聚集而成，要模拟这一过程非常困难。我们第一次用计算机模拟了高密度气体云团，这些云团是恒星的出生地，最终形成了类似银河系的旋臂星系。模型还推测了冷暗物质的情况，为星系形成提供了基本框架。”
马多还指出，在那些高密度区域，当恒星爆发成超新星时，能量会进入星际间物质，将大量气体吹出星系。“超新星爆发在星系内造成了气体外流，否则它会形成更多恒星和一个更大的核球。恒星聚集和超新星能量喷发造成了模拟差异。”(常丽君)
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