Ученые впервые увидели эволюцию более 100 миллиардов звезд Млечного Пути: почему это важно

Фото: NASA

Ученые впервые создали моделирование более 100 миллиардов отдельных звезд, продемонстрировав их эволюцию на протяжении 10 тысяч лет. Ученые использовали искусственный интеллект и численное моделирование для новой симуляции нашей галактики. Согласно исследованию, моделирование не только отражает в 100 раз больше отдельных звезд, чем предыдущие модели Млечного Пути, но и было выполнено более чем в 100 раз быстрее, пишет Interesting Engineering.

Астрофизики пытаются создать модель галактики Млечный Путь с точностью до отдельных звезд, которую можно было бы использовать для проверки теорий формирования галактик, их структуры и эволюции звезд на основе данных реальных наблюдений.

Но создание точных моделей эволюции галактик затруднено, поскольку они должны учитывать гравитацию, гидродинамику, взрывы сверхновых и синтез химических элементов. Каждый из этих процессов происходит в совершенно разных масштабах времени и пространства, что делает их одновременное моделирование невероятно сложным.

До сих пор ученым не удавалось смоделировать большое количество отдельных звезд, моделируя такие крупные галактики, как Млечный Путь. Но теперь им это удалось.

До появления нового метода, разработанного учеными, существующие модели имели верхний предел массы примерно в миллиард Солнц. Но Млечный Путь содержит более 100 миллиардов звезд, а значит наименьшая "частица" в модели на самом деле представляет собой скопление звезд массой в 100 Солнц. Происходящее с отдельными звездами усредняется, и точно моделировать можно только крупномасштабные события.

По словам ученых, даже лучшие традиционные модели потребовали бы чрезмерно много времени для достижения подобных результатов. Например, моделирование Млечного Пути вплоть до отдельной звезды потребовало бы 315 часов на каждый миллион лет времени моделирования. При такой скорости для моделирования эволюции галактики продолжительностью в миллиард лет потребуется более 36 лет.

Поэтому ученые разработали новый метод, сочетающий суррогатную модель глубокого машинного обучения с физическим моделированием. Модель глубокого машинного обучения была обучена с помощью высокоточных симуляций сверхновой, что позволило ей изучить расширение газа в течение 100 000 лет после взрыва сверхновой.

Это позволило получить разрешение для отдельных звезд в крупных галактиках, насчитывающих более 100 миллиардов звезд. При использовании этого метода время моделирования для 1 миллиона лет заняло всего 2,78 часа. Это означает, что миллиард лет можно смоделировать всего за 115 дней, а не за 36 лет.

Новая модель может помочь астрофизикам проверить теории образования звезд, галактик и других космических процессов.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Карпова Рада
Журналист GolosInfo