Simulación galáctica con 100 millones de horas de superordenadores

La mayor comparación de simulaciones jamás realizada sobre la formación de galazias ha sido culminada por 160 investigadores de 60 universidades, con 100 millones de horas de trabajo en superordenadores. Los astrónomos pueden utilizar supercomputadoras para simular la formación de galaxias desde el Big Bang hace 13.800 millones de años hasta la actualidad. Pero hay varias fuentes de error. En la nueva investigación, el equipo de investigación internacional se ha dedicado a minimizarlos. En la última década se han producido importantes avances en simulaciones por computadora que pueden calcular de manera realista cómo se forman las galaxias. Estas simulaciones cosmológicas son cruciales para nuestra comprensión del origen de las galaxias, las estrellas y los planetas. Sin embargo, las predicciones de tales modelos se ven afectadas por limitaciones en la resolución de las simulaciones, así como por suposiciones sobre una serie de factores, como cómo viven y mueren las estrellas y la evolución del medio interestelar. "Para avanzar hacia una teoría de la formación de galaxias, es fundamental comparar resultados y códigos de diferentes simulaciones. Ahora lo hemos conseguido reuniendo grupos de códigos rivales detrás de los mejores simuladores de galaxias del mundo en una especie de supercomparación", afirma en un comunicado Santi Roca-Fàbrega, investigador en astrofísica en la Universidad de Lund y uno de los líderes del estudio, en el que se invirtieron ocho años. Tres artículos de esta colaboración, conocidos como simulaciones CosmoRun, se han publicado en The Astrophysical Journal. En ellos, los investigadores han analizado la formación de una galaxia con la misma masa que la Vía Láctea. La simulación se basa en las mismas suposiciones astrofísicas sobre la radiación ultravioleta de fondo producida por las primeras estrellas del Universo, el enfriamiento y calentamiento del gas y el proceso de formación estelar. Los nuevos resultados permiten a los investigadores concluir que las galaxias de disco como la Vía Láctea se formaron muy temprano en la historia del Universo, de acuerdo con las observaciones del Telescopio James Webb. También han encontrado una manera de hacer que el número de galaxias satélite (galaxias que orbitan alrededor de galaxias más grandes) sean consistentes con las observaciones, resolviendo finalmente un problema bien conocido en la comunidad y conocido como "el problema de los satélites perdidos". Además, el equipo ha revelado cómo el gas que rodea a las galaxias es la clave para simulaciones realistas, en lugar del número y distribución de estrellas, que hasta ahora había sido el estándar. "El trabajo lleva ocho años y ha implicado realizar cientos de simulaciones y utilizar cien millones de horas de instalaciones de supercomputación", afirma Santi Roca-Fàbrega. Ahora el viaje continúa para perfeccionar aún más las simulaciones de formación de galaxias. Con cada logro tecnológico, Santi Roca-Fàbrega y sus colegas esperan añadir nuevas piezas al vertiginoso rompecabezas del nacimiento y evolución del universo y las galaxias. "Este es el comienzo de simulaciones más fiables de la formación de galaxias, que a su vez nos ayudarán a comprender mejor nuestra galaxia, la Vía Láctea", afirma Santi Roca-Fàbrega.