REALIZZATA CON IL SUPERCOMPUTER DELLA NASA

Simulazione galattica

'Eris' è il nome della migliore simulazione al calcolatore mai realizzata di una galassia a spirale come la nostra Via Lattea. Per ottenerla sono stati impiegati alcuni tra i più potenti supercomputer del mondo, come Pleiades della NASA.

Immagine della galassia simulata al calcolatore e ribattezzata 'Eris'. Le regioni in blu rappresentano quelle popolate da stelle di recente formazione, mentre quelle tendenti al rosso indicano la presenza di stelle più antiche. (Crediti: J. Guedes e P. Madau)

Ci sono voluti ben nove mesi, spremendo per quasi un milione e mezzo di ore-processore il supercomputer Pleiades della NASA e quelli dell’Università della California a Santa Cruz e dello Swiss National Supercomputing Center per ottenere “Eris”, la più accurata simulazione mai ottenuta della nostra Galassia.

“I tentativi precedenti di ricostruire una galassia con un disco di massa comparabile a quella della Via Lattea, la nostra Galassia, non avevano finora avuto successo perché le simulazioni restituivano galassie con rigonfiamenti centrali troppo grandi rispetto alle dimensioni del disco” dice Javiera Guedes, astrofisica dell’Università della California di Santa Cruz e primo autore dell’articolo sulla nuova simulazione, accettato per la pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal.

Eris è una galassia a spirale che presenta nel suo centro una “barra” di stelle luminose e che possiede proprietà come il profilo di luminosità, il rapporto tra le dimensioni del rigonfiamento centrale e del disco, la distribuzione delle stelle del tutto analoghe a quelle osservate nella Via Lattea e in altre galassie ad essa simili.

Oltre al fatto di riuscire a ricostruire in modo convincente le proprietà della nostra Galassia, questo studio conferma il ruolo determinante giocato nella sua genesi ed evoluzione dalla cosiddetta materia oscura. Nella simulazione è stato infatti impostato uno scenario iniziale in cui la forza di gravità ha compattato le prime aggregazioni di materia oscura, prodotte da leggere fluttuazioni di densità nell’universo presenti subito dopo il Big Bang. Con il passere del tempo questi grumi si sono fusi gli uni con gli altri creando strutture via via sempre più grandi. La materia ordinaria, quella che compone le stelle e i pianeti, sarebbe poi caduta in questi ‘pozzi gravitazionali’ fatti di materia oscura, per dare origine alle galassie che oggi osserviamo.

“Nelle galassie reali le stelle si formano a grappoli e riprodurre questo processo in una simulazione cosmologica è difficile” sottolinea Piero Madau, professore di astronomia e astrofisica all’Università della California di Santa Cruz, coautore dell’articolo. “Questa è la prima simulazione in grado di ricostruire le dense nubi di gas dove si formano nuove stelle e il risultato che abbiamo ottenuto è un una galassia come la Via Lattea, con un piccolo rigonfiamento centrale e un disco molto esteso. Questo studio dimostra anche che lo scenario in cui la materia oscura ‘fredda’ costituisce l’impalcatura che permette la formazione delle galassie è in ottimo accordo con ciò che oggi osserviamo”.