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 da comienzo aproximadamente 45 millones de años tras el Big Bang, durante el periodo conocido como la edad oscura cósmica, un instante previo al nacimiento de las luminarias inaugurales. A partir de ese momento, el modelo computa la manera en que colisionaron la materia oscura, el gas y la radiación en paralelo al surgimiento de galaxias, astros 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 bloque de aproximadamente 1.600 millones de años luz de lado, superando en más de 100 veces el tamaño de simulaciones previas similares.
- Detalle: medio billón de componentes, abarcando tanto partículas de materia oscura como celdas de gas, alcanzando una resolución unas 30 veces superior a la de IllustrisTNG, el proyecto de referencia.
- Cálculo: se ejecutó en Frontier, uno de los superordenadores más veloces del planeta, situado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.), haciendo uso de 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.