就像天體燈塔一樣，遙遠(yuǎn)的類星體發(fā)出宇宙中最亮的光。它們發(fā)出的光比我們整個(gè)銀河系還要多。光來自被超大質(zhì)量黑洞吞噬時(shí)撕裂的物質(zhì)。宇宙學(xué)參數(shù)是天文學(xué)家用來追蹤大爆炸后數(shù)十億年整個(gè)宇宙演化的重要數(shù)值約束。

類星體光穿過大爆炸后不久形成的、直徑達(dá) 2000 萬光年或以上的巨大中性氫氣云，揭示了宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的線索。

利用類星體光數(shù)據(jù)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) (NSF) 資助的德克薩斯高級(jí)計(jì)算中心 (TACC) 的 Frontera 超級(jí)計(jì)算機(jī)幫助天文學(xué)家開發(fā)了 PRIYA，這是迄今為止用于模擬宇宙大規(guī)模結(jié)構(gòu)的最大的流體動(dòng)力學(xué)模擬套件。

“我們創(chuàng)建了一個(gè)新的模擬模型來比較真實(shí)宇宙中存在的數(shù)據(jù)，”加州大學(xué)河濱分校天文學(xué)助理教授西蒙·伯德說。

Bird 和同事開發(fā)了 PRIYA，它從斯隆數(shù)字巡天 (SDSS) 的擴(kuò)展重子振蕩光譜巡天 (eBOSS) 中獲取光學(xué)數(shù)據(jù)。他和同事在《宇宙學(xué)與天體粒子物理學(xué)雜志》(JCAP)上發(fā)表了宣布 PRIYA 于 2023 年 10 月推出的工作。

“我們將 eBOSS 數(shù)據(jù)與具有不同宇宙學(xué)參數(shù)和不同宇宙初始條件(例如不同物質(zhì)密度)的各種模擬模型進(jìn)行比較，”伯德解釋道。“你會(huì)找到最有效的一種方法，以及在不破壞數(shù)據(jù)和模擬之間的合理一致性的情況下，你可以與該方法相距多遠(yuǎn)。這些知識(shí)告訴我們宇宙中有多少物質(zhì)，或者宇宙中有多少結(jié)構(gòu)。”

PRIYA 模擬套件連接到同樣由 Bird 共同開發(fā)的大規(guī)模宇宙學(xué)模擬ASTRID，用于研究星系形成、超大質(zhì)量黑洞的合并以及宇宙歷史早期的再電離期。PRIYA 更進(jìn)一步。它采用 ASTRID 中發(fā)現(xiàn)的星系信息和黑洞形成規(guī)則，并更改初始條件。

“有了這些規(guī)則，我們就可以采用我們開發(fā)的匹配星系和黑洞的模型，然后我們改變初始條件，并將其與來自中性氫氣 eBOSS 的萊曼-