Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Donnerstag, 14. November 2019

Detailreichste Simulation des Kosmos gelungen

Einer deutsch-amerikanischen Arbeitsgruppe ist mit TNG 50 eine detailreiche Simulation des Kosmos gelungen.
In einem Würfel von 200 Millionen Lichtjahren Kantenlänge  kann die Entwicklung und die Wechselwirkung von 20 000 Galaxien bis hinunter zu 200 Lichtjahren Ortsauflösung verfolgt werden.
Die Bildung der Galaxien, deren Entwicklung und die gegenseitige Beeinflussung von Gasströmen auf die galaktische Struktur und umgekehrt kann jetzt untersucht werden.
Dabei sind Phänomene aufgetaucht, die nicht durch die Programmstruktur vorgegeben sind. Man sieht wie Scheibengalaxien entstehen, wie aus turbulenten Strukturen geordnete Sternenbahnen herauswachsen.

Man sieht, wie Galaxien ihre Materie recyclen : Supernovae und supermassive Schwarze Löcher schleudern mit hoher Geschwindigkeit Gase aus den Zentralbereichen raus, die dann jetartige Strukturen bilden und durch die Dunkle Materie im Halo der Galaxien abgebremst werden. Dann fallen sie auf die Außengebiete der Galaxien zurück und können erneut in den Sternbildungskreislauf gelangen.

Die Arbeit von Dylan Nelson et al  vom 29.8.19 erscheint im Dezemberheft von Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:
https://doi.org/10.1093/mnras/stz2306

Zuerst einmal einige Bilder aus der Simulation:
Bild 1:  Simulation des Aus- und Rückflusses aus supermassiven Schwarzen Löchern, links Gasgescheindigkeit, rechts Temperatur

Bild 2: wie oben, links Dichte, rechts Häufigkeit schwerer Elemente

Bild 3: links Dichteverteilung, rechts der optische Anblick einer simulierten Galaxie
             unten: Darstellung der 754 massereichsten galaxien der Simulation

Bild 4: Strömungsfeld beim Anblick auf eine Galaxie von der Kante her (edge on)

Bild 5: Simulierte Galaxien

Bild 6: Simulierter Protogalaxienhaufen

Bild 7: Simulierter Protogalaxienhaufen

Bild 8: Simulation TNG 100 mit Dunkler Materie und Galaxien

Bild 9: Simulation TNG 300 mit großräumiger Struktur (über 1 Milliarden Lichtjahre) der Dunklen Materie

Und dann DER Hammer...die Videos:

Video 1: Kein Blick in das lebendige Getümmel in einem Wassertropfen...das sind Galaxien und ihre Wechselwirkungen, nur nicht in menschlichem sondern im kosmischen Zeitmaßstab gesehen.
So hab ich mir die Realität der Welt der Galaxien immer vorgestellt, man muss nur den zeitmaßstab ändern....

Video 2: Die Entstehung einer einzelnen Galaxie










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