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Ein Petabyte: Daten der umfangreichsten Simulation des Universums veröffentlicht

In IllustrisTNG haben Forscher die Entwicklung der Großraumstruktur unseres Universums simuliert. Nun stellen sie die gesammelten Daten online.

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Darstellung der simulierten Strukturen (hier Dichte der Dunklen Materie und der Geschwindigkeit von Gasen)

(Bild: Illustris-Project.org)

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Astrophysiker haben damit begonnen, die Daten hinter der bislang ambitioniertesten Simulation der großräumigen Entwicklung unseres Universums zu veröffentlichen. Insgesamt mehr als ein Petabyte an Daten soll der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden, erklärt nun das Max-Planck-Institut für Astronomie. Die stammen aus den Simulationen namens IllustrisTNG, die bei ihrer Nachbildung der Entstehung unseres Universums ein ähnliches kosmisches Netz aus Gas und Sternen ergeben hatten, wie Astronomen es auch im realen Weltall beobachtet haben.

In insgesamt drei immer höheren Auflösungen simulierte IllustrisTNG die Entstehung des Kosmos und verdeutlichte unter anderem die Rolle der gigantischen Schwarzen Löcher in den Zentren großer Galaxien. Die beschleunigen demnach Materie in ihrem Einzugsbereich bis auf 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit und schießen sie den Galaxien heraus. Dort fehlt sie dann für die Entstehung neuer Sterne. Außerdem hatten die Simulationen bestätigt, dass im Universum zuerst kleine Galaxien entstanden, die zu immer größeren verschmolzen. Diese Ergebnisse können von Astronomen seitdem durch Beobachtungen verifiziert werden.

Zoom in eine Simulation mit wechselnden Ansichten (Dichte der Dunklen Materie, Gastemperatur, Metallizität des Gases, Sternenlicht, Gasdichte, Gasgeschwindigkeit) (Quelle: Illustris-Project.org)

Wie das Max-Planck-Institut für Astronomie weiter erklärt, sind die Simulationen unter anderem deshalb besonders, weil sie nicht nur die größten Strukturen im All umfassen, sondern auch ein paar tausend Lichtjahre messende "Details" innerhalb von Galaxien. Astronomen könnten damit also nicht nur großräumige Strukturen mit einem Durchmesser von Millionen Lichtjahren erforschen, sondern auch die Galaxienbildung und Sternentstehung. All das wird in einem Fachartikel beschrieben, der nun in der Zeitschrift Computational Astrophysics and Cosmology erschienen ist.

Die ersten beiden Simulationen unter den Bezeichnungen TNG300 und TNG100 liefen 2016 auf dem Supercomputer Hazel Hen am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart. Schon dabei wurden rund 750 Terabyte an Daten erzeugt, die seit Dezember öffentlich zugänglich sind. Die dritte Simulationsrunde TNG50 wurde Ende April nach 26 Monaten auf Hazel Hen ebenfalls abgeschlossen. Hier ging es um die Simulation von Gebieten mit 50 Megaparsec Durchmesser (rund 163 Millionen Lichtjahre). Die dabei gesammelten Daten sollen ebenfalls veröffentlicht werden, womit der gesamte Datensatz mehr als ein Petabyte groß wäre.

Evolution in vier Teilregionen (Sternenlicht, Gasdichte, Gastemperatur, Gasmetallizität) (Quelle: Illustris-Project.org)

Die Daten stehen nach einer Registrierung zum Herunterladen bereit, können aber auch interaktiv erkundet werden. Auf der eigens dafür eingerichteten Plattform kann man die Simulationen in verschiedenen Ansichten erkunden. (mho)