一种新的计算机模拟技术Renaissance与詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Web Space Telescope)对早期宇宙的观测结果相吻合,准确地描绘了早期星系的形成和宇宙中最早的恒星。
研究人员开发了一种新的早期宇宙计算机模拟,与詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)的观测结果非常吻合。JWST的初步观测结果表明,我们对早期星系形成的理解可能存在一些问题。JWST研究的第一批星系似乎比理论预期的更亮、质量更大。
爱尔兰梅努斯大学(Maynooth University)的研究人员与佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的合作者最近在《天体物理学开放期刊》(The Open Journal of Astrophysics)上发表了这一引人入胜的发现,表明 JWST 的观测结果与理论预期并不矛盾。研究小组使用的所谓"Renaissance"是一系列高度复杂的计算机模拟,模拟早期宇宙中星系的形成。
研究人员开发了一种新的早期宇宙计算机模拟,与詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)的观测结果非常吻合。图片来源:NASA、ESA、S. Beckwith(STScI)和 HUDF 团队
这种模拟手段可以分辨出非常小的暗物质团块,并能追踪这些团块凝结并形成暗物质晕,然后承载我们观测到的星系类型。模拟还可以模拟宇宙中最早形成的恒星--第三族群恒星--的形成过程,这些恒星预计比现在的恒星质量大得多,亮度也高得多。
马萨诸塞大学研究小组使用的模拟结果表明,这些星系与决定宇宙学模拟物理的模型是一致的。
在谈到这些发现时,第一作者、梅努斯大学理论物理系博士生乔-麦卡弗里(Joe M. McCaffrey)说:"我们已经证明,这些模拟对于了解我们在宇宙中的起源至关重要。未来,我们希望利用同样的模拟来研究早期宇宙中大质量黑洞的成长。"
梅努斯大学理论物理系副教授约翰-雷根博士在谈到他的研究团队的研究和未来方向时说:"JWST彻底改变了我们对早期宇宙的认识。利用其惊人的能力,我们现在能够一窥宇宙大爆炸后几亿年时的宇宙--那时宇宙的年龄还不到现在的1%。"
"JWST向我们展示的是,年轻的宇宙正在迸发出大量恒星形成和不断演化的大质量黑洞。下一步将利用这些观测结果来指导我们的理论模型--直到最近,这还是一件根本不可能的事情。"