Simulação impressionante recria os primeiros bilhões de anos do Universo

Simulação Lumina: Visão dos primeiros bilhões de anos do Universo

Uma nova simulação computacional chamada Lumina oferece uma visão detalhada de como o Universo evoluiu nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang. A pesquisa recria a interação entre matéria escura, gases quentes e os primeiros objetos cósmicos, permitindo aos cientistas investigar a origem das primeiras estrelas e galáxias.

Como o Universo evoluiu após o Big Bang

No início, o cosmos era uma mistura extremamente quente de elétrons e núcleos atômicos. À medida que se expandiu e esfriou, essas partículas se combinaram, formando uma neblina de hidrogênio e hélio. Esse período, conhecido como idade das trevas cósmicas, foi seguido pela ionização, que tornou o Universo transparente a comprimentos de onda mais curtos.

Objetivos e resultados da simulação

Para construir o modelo, a equipe simulou a matéria escura, o crescimento de buracos negros, a formação de estrelas e as interações com os gases circundantes. A simulação, executada em um supercomputador do Oak Ridge, levou cerca de um ano e abrangeu um volume de 1,5 bilhão de anos-luz em cada direção.

Um dos principais resultados indica que a luz das estrelas foi responsável pela ionização do hidrogênio entre 500 milhões e um bilhão de anos após o Big Bang. Para o hélio, a ionização ocorreu em etapas, com radiação estelar removendo um elétron e radiação de buracos negros supermassivos removendo o segundo.

Visualizações e comparações com observações

A Lumina produziu vídeos que mostram a teia cósmica, a estrutura formada por aglomerados e filamentos de matéria escura. A equipe já começou a comparar as previsões da simulação com dados do telescópio James Webb, buscando validar o modelo ou identificar processos ainda não compreendidos.

Além disso, o modelo servirá como referência para analisar dados do telescópio Nancy Grace Roman, que visa mapear a matéria escura em detalhes inéditos.