Un grupo internacional de astrofísicos dio a conocer Lumina, una simulación digital capaz de recrear los primeros 2.000 millones de años del cosmos con una escala y una precisión sin precedentes. Esta herramienta permitirá contrastar, mediante los registros del telescopio espacial James Webb y de futuras instalaciones astronómicas, las teorías vigentes acerca de la génesis de las galaxias primigenias.
El estudio vio la luz en las páginas de la publicación Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Dicha investigación está firmada por expertos del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, el MIT y diversas entidades científicas adicionales, contando con Oliver Zier como su principal firmante.
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 principal innovación radica en abordar, mediante un único modelo de gran envergadura, tanto la reionización del hidrógeno como la del helio. Hablamos del mecanismo a través del cual la radiación procedente de las primeras fuentes luminosas despojó de electrones a dichos átomos, alterando por completo el gas interestelar.
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.
Lumina en cifras
- Volumen: un cubo de unos 1.600 millones de años luz de lado, más de 100 veces el de simulaciones comparables anteriores.
- Detalle: medio billón de elementos, entre partículas de materia oscura y celdas de gas, con unas 30 veces la resolución de IllustrisTNG, el modelo en el que se basa.
- Cálculo: corrió en Frontier, uno de los superordenadores más rápidos del mundo, ubicado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.), con 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.
