Simulasi superkomputer telusuri kemunculan galaksi-galaksi pertama

Para ilmuwan telah membangun simulasi komputer yang mengikuti rentang sekitar 2 miliar tahun pada masa awal alam semesta, menelusuri bagaimana bintang dan galaksi pertama terbentuk serta mengubah gas di sekitarnya. Simulasi bernama Lumina ini memadukan cakupan kosmis yang luas dengan detail yang cukup untuk mempelajari masing-masing galaksi yang sedang berkembang.

Dibuat oleh para peneliti di MIT, Harvard, Smithsonian, dan lembaga mitra, model ini dijalankan pada superkomputer Frontier di Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, Amerika Serikat. Model tersebut melacak materi gelap, gas, bintang, dan radiasi dalam volume ruang sekitar 100 kali lebih besar daripada simulasi sebanding sebelumnya.

Salah satu pencapaian utamanya adalah pemodelan perubahan pada hidrogen dan helium ketika radiasi melepaskan elektron dari atom-atomnya, proses yang dikenal sebagai reionisasi. Dalam simulasi tersebut, cahaya dari bintang dan galaksi awal mendorong perubahan pada hidrogen, sedangkan radiasi berenergi lebih tinggi yang berkaitan dengan lubang hitam supermasif yang aktif menyerap materi mendorong perubahan pada helium.

Hasil ini merupakan prediksi, bukan pengamatan langsung. Tim menyediakan Lumina bagi ilmuwan lain agar mereka dapat membandingkan galaksi hasil simulasi dengan pengamatan dari teleskop seperti James Webb dan survei mendatang. Perbandingan tersebut dapat menguji penjelasan tentang bagaimana struktur kosmis paling awal terbentuk dan menunjukkan bagian teori yang masih perlu disempurnakan.