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 trabajo se publicó en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Lo firman investigadores del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, el MIT y otras instituciones, con Oliver Zier como autor principal.
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 gran novedad es seguir, en un mismo modelo de gran escala, la reionización del hidrógeno y la del helio. Es el proceso por el que la radiación de las primeras fuentes de luz arrancó los electrones a esos átomos y transformó el gas entre galaxias.
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 bloque de aproximadamente 1.600 millones de años luz de lado, superando en más de 100 veces el tamaño de simulaciones previas similares.
- Detalle: medio billón de componentes, abarcando tanto partículas de materia oscura como celdas de gas, alcanzando una resolución unas 30 veces superior a la de IllustrisTNG, el proyecto de referencia.
- Cálculo: se ejecutó en Frontier, uno de los superordenadores más veloces del planeta, situado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.), haciendo uso de más de 15.000 tarjetas gráficas.
Por qué importa
Con el James Webb, el universo temprano se ha vuelto una frontera de la astrofísica, dijo Zier. Lumina ofrece predicciones concretas para contrastar con esas imágenes. Si los datos no coinciden, los astrónomos sabrán que falta un proceso o que alguna hipótesis está equivocada.
El equipo puso la simulación a disposición de la comunidad científica y planea usarla para cartografiar la estructura a gran escala del universo primitivo.
