Simulação em supercomputador reconstitui o surgimento das primeiras galáxias

Cientistas criaram uma simulação computacional que acompanha cerca de 2 bilhões de anos do universo jovem, reconstituindo como as primeiras estrelas e galáxias se formaram e alteraram o gás ao seu redor. Chamada Lumina, ela combina uma ampla visão cósmica com detalhes suficientes para estudar individualmente galáxias em formação.

Criado por pesquisadores do MIT, de Harvard, do Smithsonian e de instituições parceiras, o modelo foi executado no supercomputador Frontier, no Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, Estados Unidos. Ele acompanha matéria escura, gás, estrelas e radiação em um volume cerca de 100 vezes maior que o de simulações anteriores comparáveis.

Uma conquista importante é a modelagem das mudanças no hidrogênio e no hélio à medida que a radiação remove seus elétrons, em um processo conhecido como reionização. Na simulação, a luz das primeiras estrelas e galáxias provoca a transformação do hidrogênio, enquanto a radiação mais energética associada a buracos negros supermassivos que estão absorvendo matéria provoca as mudanças no hélio.

São previsões, não observações diretas. A equipe está disponibilizando a Lumina a outros cientistas para que possam comparar suas galáxias simuladas com observações de telescópios como o James Webb e de futuros levantamentos. Essas comparações podem testar explicações sobre como se formaram as primeiras estruturas cósmicas e revelar em que pontos as teorias existentes precisam ser aperfeiçoadas.