超级计算机模拟追溯最早星系的诞生

科学家构建了一项计算机模拟，追踪早期宇宙约20亿年的演化，展现最早的恒星和星系如何形成，以及它们如何改变周围的气体。这项名为Lumina的模拟兼具广阔的宇宙视野和足以研究单个演化中星系的细节。

该模型由麻省理工学院、哈佛大学、史密森学会及合作机构的研究人员创建，在美国田纳西州橡树岭国家实验室的Frontier超级计算机上运行。它追踪暗物质、气体、恒星和辐射，所覆盖的空间体积约为此前同类模拟的100倍。

一项关键成果是，模型同时模拟了辐射剥离氢和氦原子中电子的变化过程，即再电离。在模拟中，早期恒星和星系发出的光推动氢的再电离，而与正在活跃吸积的超大质量黑洞相关的更高能辐射，则推动氦的再电离。

这些是预测，并非直接观测。团队正向其他科学家开放Lumina，以便将模拟星系与詹姆斯·韦布等望远镜的观测结果及未来巡天数据进行比较。这些比较可以检验有关最早宇宙结构如何形成的解释，并揭示现有理论仍需完善之处。