In een poging om het universum en zijn samenstelling te begrijpen, is er een opvallende kloof tussen wat kosmologen en astrofysica bestuderen, en ook hoe ze het doen - schaal. Kosmologen concentreren zich meestal op grote ruimtelijke kenmerken, zoals sterrenstelsels en intergalactische omgevingen. Astrofysici zijn ook geïnteresseerd in het testen van de fysische theorieën van kleine en middelgrote objecten - sterren, interstellair medium en supernovae.
Deze partijen bevinden zich echter in een soort balans, vooral als we de vorming van het vroege universum overwegen. De eerste supernova's zijn voor iedereen interessant, omdat de sterren enorm waren en hun dood leidde tot de release van een groot aantal zware elementen. Voor kosmologen zijn ze belangrijk omdat ze koeling veroorzaakten en de massaschaal van de stervorming veranderden.
Simulatie toont turbulent gas wanneer een supernova botst met een aangrenzende halo van stervorming
De onderzoekers gebruikten de Edison-supercomputer van Lawrence Berkeley National Laboratory for Scientific Research en creëerden simulaties om te laten zien hoe de zware elementen die vrijkwamen uit supernovae de eerste sterren hielpen de volgende stervorming te regelen.
Dark matter halo
Simulaties van chemische verrijking van een donkere substantie met metalen uit een nabijgelegen supernova-explosie werden gebruikt voor analyse. Het team gebruikte enkele honderdduizenden uren gegevens van NERSC om tweedimensionale en driedimensionale simulaties na te bootsen.
Gedeeltelijke verdamping van een halo voor de explosie speelt een belangrijke rol bij de latere verrijking van de supernova. Bovendien beïnvloeden metalen die uit de explosie worden gegooid de voorspellingen van de hoeveelheid metalen in de tweede-generatie ster en de galactische samenstelling.
Eerdere studies van de kosmologie hebben echter geen verband gelegd tussen het ontstaan van sterren en sterrenstelsels in dergelijke details. Dit dwong de onderzoekers om op grote schaal een meervoudige benadering toe te passen met twee verschillende codes: ZEUS-MP (voor halo-verdamping) en CASTRO (om botsing van het uitgeworpen metaal uit de halo te elimineren). Vanwege technische details is het moeilijk om dergelijke simulaties uit te voeren. Daarom proberen wetenschappers zo ijverig de kloof tussen kleine en grote schalen te vullen.
