Проєкт Illustris — серія астрофізичних моделювань, яку здійснює міжнародна команда науковців з метою дослідження процесів формування та еволюції галактик у Всесвіті за допомогою комплексного фізичного моделювання. Перші результати були описаножі в низці публікацій, після чого проєкт отримав широке висвітлення в пресі. У квітні 2015 року проєкт оприлюднив усі дані, отримані в результаті моделювань. Ключовими розробниками моделювання Illustris були Фолькер Шпрінгель (Інститут астрофізики імені Макса Планка) та (Массачусетський технологічний інститут). Інфраструктуру моделювання Illustris і модель формування галактик використали в широкому спектрі похідних проєктів, починаючи з Auriga та IllustrisTNG (обидва 2017 року), а згодом Thesan (2021), MillenniumTNG (2022) та TNG-Cluster (2023).
Моделювання Illustris
Огляд Оригінальний проєкт Illustris здійснив разом зі співавторами як перше великомасштабне застосування для моделювання формування галактик нового коду Arepo, розробленого Фолькером Шпрінгелем.
Проєкт Illustris включав великомасштабні космологічні моделювання еволюції Всесвіту, що охоплювали період від початкових умов Великого вибуху до сучасності, тобто 13,8 мільярда років. Результати моделювання, виконаного на основі найточніших доступних на сьогодні даних і розрахунків, порівнюють зі спостереженнями, щоб краще зрозуміти природу Всесвіту, зокрема формування галактик, темну матерію та темну енергію.
Моделювання враховувало багато фізичних процесів, які вважають критично важливими для формування галактик. Серед них — зореутворення й подальший зворотний зв'язок унаслідок вибухів наднових, а також формування надмасивних чорних дір, поглинання ними навколишнього газу та різні механізми енергетичного зворотного зв'язку.
Зображення, відео та інші візуалізації даних, призначені для публічного поширення, доступні на офіційній сторінці медіаматеріалів.
Обчислювальні аспекти Основне моделювання Illustris виконали на в Комісаріаті атомної енергетики Франції та на суперкомп'ютері SuperMUC у . Загалом для моделювання знадобилося 19 мільйонів процесор-годин із використанням 8 192 ядер CPU. Пікове використання оперативної пам'яті становило приблизно 25 ТБ. Упродовж моделювання зберегли 136 миттєвих зрізів стану системи, загальний обсяг яких перевищив 230 ТБ.
Для виконання моделювань Illustris використовували комп'ютерну програму Arepo. Її написав Фолькер Шпрінгель, автор коду GADGET. Назва програми походить від одного зі слів у квадраті Сатора. Arepo розв'язує рівняння гравітації та гідродинаміки, використовуючи дискретизацію простору на основі рухомої мозаїки Вороного. Програму оптимізовано для роботи на великих суперкомп'ютерах із розподіленою пам'яттю з використанням підходу MPI.
Публічний випуск даних У квітні 2015 року (через 11 місяців після публікації перших статей) команда проєкту оприлюднила всі набори даних усіх моделювань. Файли даних містять каталоги груп окремих гало та субгало, дерева злиттів, які відстежують ці об'єкти в часі, повні дані про частинки для 135 різних моментів часу, а також різноманітні додаткові каталоги даних. Окрім безпосереднього завантаження даних, інтерфейс дає змогу виконувати багато поширених завдань із пошуку та добування даних без необхідності отримувати весь набір даних.
Моделювання IllustrisTNG
Додаток «TNG» у назві IllustrisTNG означає «наступне покоління» (). Результати моделювання доступні для публічного використання.
Примітки
Посилання Офіційний сайт Гарвард-Смітсонівський центр астрофізики Video (06:44) — Моделювання «Illustris» — Проєкт Illustris . Video (86:49) — «Пошук життя у Всесвіті» — НАСА. — стаття з таблицею порівнянь різних симуляцій.