通过英国皇家天体裁会发布的这些新模拟，您不错直不雅地不雅测并凝听星系的演化流程。

新的模拟让科学家得以目击和凝听星系的演化。COLIBRE模拟昔日所未有的细节追思了从早期宇宙到如今的星系成长流程。 通过纳入凉气体和宇宙尘埃（恒星的原材料），这些模子能更准确地重现真正星系。模拟成果与韦布等千里镜的不雅测成果相匹配。 成果标明，要领宇宙学模子仍然成立。它们还知道注解了星系是如安在数十亿年的期间里酿成并演化到如今的情景的。

皇家天体裁会于2026年4月13日发布了这篇原创故事。由地球太空网站裁剪。

模拟星系若何滋长与演化

科学家们也曾创建了迄今为止最传神的星系随期间酿成和变化的模拟。这些模拟让咱们既能看到，以至还能听到星系在早期宇宙中是若何演化的。

《皇家天体裁会月刊》发表的数据暴露，当纳入要津物理流程后，要领宇宙学模子不祥凯旋知道注解从大爆炸后率先十亿年于今所不雅测到的星系演化流程。

与早期的模拟不同，COLIBRE虚构宇宙对星系里面的凉气体和宇宙尘埃进行了建模。这些是恒星酿成的原材料，况且它们会极地面影响星系在千里镜中的外不雅。

通过加入此前缺失的要素并使用远超以往的缱绻才能，这些模拟凯旋再现了真正星系的特征，既能准确反馈现今宇宙中的星系形态，也能复兴早期宇宙中不雅测到的星系缚构。

莱顿大学款式崇敬东谈主乔普沙耶示意：

真正星系里面的大部分气体既清凉又布满尘埃，但此前的大无数大型模拟齐不得不忽略这少量。有了COLIBRE，咱们终于将这些要津要素纳入考量。

数字式凉气体与尘埃颗粒

据外洋计划团队称，他们的COLIBRE模拟在多个方面完满了抑遏。早期的模拟东谈主为地罢休了星系里面气体的冷却下限，使其无法降至约10000华氏度（5500摄氏度）以下——这一温度高于太阳名义温度。此前，对更低温气体的建模因缱绻复杂渡过高而难以完满。关系词不雅测标明，恒星执行酿成于低温气体之中。COLIBRE模拟则纳入了突出的物理与化学流程，从而不祥顺利模拟这种低温星际气体。

COLIBRE还模拟了小尺寸尘埃颗粒。这些颗粒可显耀影响星系中的气体。固态颗粒有助于氢分子的酿成，而氢分子组成了星系中凉气体的主要要素。尘埃还能屏蔽气体，使其免受热烈紫外放射的影响。此外，尘埃还长远影响星系在千里镜中的不雅测发扬：它接收恒星发出的紫外光和可见光，并将其重新放射为红外光，从而塑造了好多天文不雅测成果。通过顺利建模尘埃，COLIBRE为将数值模拟成果与执行不雅测数据进行对比提供了新的路线。

获利于算法和超等缱绻的超越，COLIBRE使用的分辨率单位比早期模拟多达20倍，使科学家不祥以更高细节和更优统计模拟更大规范的宇宙结构。

左侧的面板展示了所谓的宇宙网，神志代表气体和恒星的投影密度。右侧的两幅图像分别对模拟中酿成的两个星系进行了放大展示。这些图像暴露了由于尘埃隐蔽而呈现的恒星光，其中一幅为正面朝向的盘状星系，另一幅为侧面朝向的盘状星系。图像源自皇家天体裁会施艾等（2026）（签字4.0外洋许可）。

一个新的实验室

科利布雷标明，对凉气体、尘埃以及由恒星和黑洞出手的喷流进行真正可靠的模拟，关于交融星系演化至关穷苦。该计划为磨真金不怕火表面、知道注解不雅测成果以及生成虚构不雅测数据以考证天体裁家分析真正数据的方法提供了强有劲的新式实验平台。

这些发现还标明，要领宇宙学模子仍然与星系演化的不雅测成果相符。这其中还包括一些科学家认为具有挑战性的方面，比如早期宇宙中星系的质地。

莱顿大学的叶夫根尼恰金是多篇配套COLIBRE论文的通信作家，亦然主要计划的合著者。恰金示意：

一些早期的詹姆斯韦布空间千里镜不雅测成果曾被认为对要领宇宙学模子组成挑战。COLIBRE模拟标明，一朝更真正地纳入要津物理流程，开云该模子便与不雅测成果一致。

仍有一些问题悬而未决。

不外，仍有一些风光尚未获取充分知道注解，举例韦布千里镜发现的玄妙微红光点。它们可能是超大质地黑洞的种子，而COLIBRE模子并未预测这类天体的酿成，仅假定此类种子已事先存在。要模拟其发祥流程，需开展更高分辨率的数值模拟，并引入新的物理机制。

天体裁家使用SWIFT模拟代码，在杜伦大学缱绻宇宙学计划所的COSMA8超等缱绻机上开展了数值模拟。该超算平台由英国DiRAC国度门径提供援救。其中边界最大的一次模拟耗用了7200万CPU小时，而总共模子的研发历时近十年，由来自欧洲、澳大利亚和好意思国的外洋计划团队共同完成。

卡洛斯弗兰克是杜伦大学缱绻计划所的奥格登基础物理学训诲，亦然COLIBRE团队的中枢成员。弗兰克说：

看到从咱们的缱绻机中生成的星系与真正的事物毫无区别，况且具有天体裁家在真正数据中测量到的好多属性，举例数目、光度、神志和大小，这令东谈主奋斗。 我心爱逗我的不雅测共事，问他们：这些图像你以为来自哪个星系目次？ 最令东谈主咋舌的是，咱们不祥通过在扩展的宇宙中单纯求解有关的物理方程来生成这个合成宇宙。

看到从咱们缱绻机中生成的星系与真正星系难以别离，况且具备天体裁家在执行数据中测量到的好多特质，如数目、光度、神志和大小，确实令东谈主野蛮不已。

我心爱逗我的不雅测共事，问他们：你以为这些图像来自哪个星系目次？

最令东谈主咋舌的是，咱们仅通过求解扩展宇宙中有关的物理方程，便能构建出这一合成宇宙。

科学家指出，分析目下已产生的数据仍需数年期间。大部分模拟职责已在近期完成，而部分最高分辨率的模拟仍在进行中，计划东谈主员展望将在夏日终结后完成这些模拟。

见证并凝听星系的演化

除了传统的数据产物，该团队还开垦了探索模拟数据的新方法。这包括有声图片。这些图片对突出的物理信息进行了声息编码。他们还有交互式舆图，允许用户探索虚构宇宙。

朴茨茅斯大学的詹姆斯特雷福德（JamesTrayford）辅导开垦了COLIBRE的尘埃模子，并对其可视化成果进行了声息化搞定。特雷福德示意：

咱们不仅对科学自身感到野蛮，也对创造探索科学的新方法充满期待。这些器具可能带来新的洞见，使咱们的领域愈加易于战争，并匡助咱们开垦对星系若何滋长和演化的直不雅交融。

通过结合物理学与缱绻期间，这些模子匡助咱们交融塑造星系在宇宙历史中演化的多样流程。图片由皇家天体裁会提供。

看到和听到星系在新模拟中演化的图片，来自皇家天体裁会。这些模拟匡助天体裁家跟踪从宇宙早期到当今的增长流程。

星系酿成与演化的宇宙学流体能源学模拟

英国皇家天体裁会

有关常识

星系演化是指星系从酿成初期到现今情景的结构、要素和能源学特质的始终变化流程。这一流程受恒星酿成、超新星爆发、黑洞举止及与其他星系的相互作用等多种因素影响，通过不雅测不同红移的星系，天体裁家可追思宇宙历史中星系的演化轨迹。

BY: EarthSky Voices

FY: AI开云

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