Un equipo internacional de astrofísicos presentó Lumina, una simulación por computadora que reconstruye los primeros 2.000 millones de años del universo con un nivel de detalle y un volumen sin precedentes. Servirá para poner a prueba, con observaciones del telescopio espacial James Webb y de futuros observatorios, lo que se cree saber sobre el nacimiento de las primeras galaxias.
El estudio vio la luz en las páginas de la publicación Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Dicha investigación está firmada por expertos del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, el MIT y diversas entidades científicas adicionales, contando con Oliver Zier como su principal firmante.
Qué simula Lumina
La simulación arranca unos 45 millones de años después del Big Bang, en la llamada edad oscura cósmica, antes de que se encendieran las primeras estrellas. A partir de ahí calcula cómo interactuaron la materia oscura, el gas y la radiación mientras se formaban estrellas, galaxias y agujeros negros.
Su principal innovación radica en abordar, mediante un único modelo de gran envergadura, tanto la reionización del hidrógeno como la del helio. Hablamos del mecanismo a través del cual la radiación procedente de las primeras fuentes luminosas despojó de electrones a dichos átomos, alterando por completo el gas interestelar.
Según el MIT, la simulación muestra que la reionización del hidrógeno estuvo impulsada por los destellos de las galaxias y estrellas inaugurales. Posteriormente, el proceso recibió el impulso definitivo del gas helio, alimentado fundamentalmente por la intensa radiación emitida por agujeros negros supermasivos muy activos.
Cifras de Lumina
- Volumen: un cubo de unos 1.600 millones de años luz de lado, más de 100 veces el de simulaciones comparables anteriores.
- Detalle: medio billón de elementos, entre partículas de materia oscura y celdas de gas, con unas 30 veces la resolución de IllustrisTNG, el modelo en el que se basa.
- Cálculo: corrió en Frontier, uno de los superordenadores más rápidos del mundo, ubicado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.), con más de 15.000 tarjetas gráficas.
Por qué importa
Con el telescopio James Webb, los albores del cosmos se han transformado en una frontera clave para la astrofísica, señaló Zier. Por su parte, Lumina proporciona estimaciones precisas que permiten contrastar dichos registros visuales. En caso de que las cifras no concuerden, los investigadores comprenderán que falta algún mecanismo o que cierta teoría resulta errónea.
El equipo puso la simulación a disposición de la comunidad científica y planea usarla para cartografiar la estructura a gran escala del universo primitivo.
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