Próbując zrozumieć Wszechświat i jego skład, zauważalna jest luka między tym, co badają kosmolodzy i astrofizycy, a tym, jak to robią - skalę. Kosmolodzy zwykle koncentrują się na dużych cechach przestrzennych, takich jak galaktyki i środowiska międzygalaktyczne. Astrofizycy są również zainteresowani testowaniem teorii fizycznych małych i średnich obiektów - gwiazd, ośrodka międzygwiezdnego i supernowych.
Jednak te partie są w pewnego rodzaju równowadze, zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę tworzenie wczesnego Wszechświata. Pierwsza supernowa jest interesująca dla wszystkich, ponieważ gwiazdy były ogromne, a ich śmierć doprowadziła do uwolnienia ogromnej liczby ciężkich pierwiastków. Dla kosmologów są one ważne, ponieważ spowodowały chłodzenie i zmieniły skalę masy formacji gwiazd.
Symulacja pokazuje turbulentny gaz, gdy supernowa zderza się z sąsiednią aureolą formowania się gwiazd
Naukowcy wykorzystali superkomputer Edisona z Lawrence Berkeley National Laboratory for Scientific Research i stworzyli symulacje, aby pokazać, jak ciężkie pierwiastki uwolnione z supernowych pomogły pierwszym gwiazdom w osiedleniu się późniejszej formacji gwiazd.
Halo ciemnej materii
Do analizy wykorzystano symulacje wzbogacenia chemicznego ciemnej substancji metalami z pobliskiej eksplozji supernowej. Zespół wykorzystał kilkaset tysięcy godzin danych z NERSC do odtworzenia dwuwymiarowych i trójwymiarowych symulacji.
Częściowe odparowanie halo przed eksplozją odgrywa ważną rolę w późniejszym wzbogaceniu supernowej. Ponadto wyrzucone z wybuchu metale wpływają na prognozy ilości metali w gwieździe drugiej generacji i składzie galaktycznym.
Jednak wcześniejsze badania kosmologii nie łączyły punktu między formowaniem się gwiazd i galaktyk w takich szczegółach. Zmusiło to naukowców do zastosowania wielofazowego podejścia wielkoskalowego z dwoma różnymi kodami: ZEUS-MP (do odparowania aureoli) i CASTRO (aby wyeliminować kolizję wyrzucanego metalu z halo). Ze względu na szczegóły techniczne trudno jest przeprowadzić takie symulacje, dlatego naukowcy tak pilnie starają się wypełnić lukę między małą i dużą skalą.
