시뮬레이션 TNG50: 은하단 형성(Simulation TNG50: A Galaxy Cluster Forms)

은하단은 어떻게 형성될까? 우리 우주는 실제로 보기엔 너무 느리게 움직이기 때문에, 그 답을 찾기 위해 훨씬 빠르게 움직이는 컴퓨터 시뮬레이션을 활용한다. 유명한 Illustris 시뮬레이션의 업그레이드 버전인 최근 IllustrisTNG의 TNG50와 같은 시도가 있다. 위 영상 속 첫 번째 파트는 우주 가스 (주로 수소)가 진화하면서 초기 우주에서 오늘날에 이르며 은하와 은하단으로 만들어지는 과정을 보여준다. 밝게 표현된 것은 빠르게 움직이는 가스를 의미한다. 우주가 성숙해지면서, 가스가 깊은 중력 웅덩이를 따라 흘러가며, 은하가 만들어지고, 은하가 회전하고, 은하가 충돌하고 병합하며, 모든 은하 중심에서 블랙홀이 만들어지고 빠른 속도로 그 주변 가스가 분출된다. 영상의 절반 이후부터는 별을 추적하기 시작하며, 조석 꼬리와 별 흐름과 같은 구조가 은하단과 함께 만들어지는 모습을 보여준다. TNG50 속 블랙홀에서 나오는 분출은 놀라울 정도로 복잡하고 세밀해서 실제 우주에 견줄만 하다. 초기 우주에서 가스가 어떻게 모여드는지를 연구하면서 인류는 우리 지구, 태양, 그리고 태양계가 어떻게 만들어졌는지를 더 잘 이해하게 된다. 

Explanation: How do clusters of galaxies form? Since our universe moves too slowly to watch, faster-moving computer simulations are created to help find out. A recent effort is TNG50 from IllustrisTNG, an upgrade of the famous Illustris Simulation. The first part of the featured video tracks cosmic gas (mostly hydrogen) as it evolves into galaxies and galaxy clusters from the early universe to today, with brighter colors marking faster moving gas. As the universe matures, gas falls into gravitational wells, galaxies forms, galaxies spin, galaxies collide and merge, all while black holes form in galaxy centers and expel surrounding gas at high speeds. The second half of the video switches to tracking stars, showing a galaxy cluster coming together complete with tidal tails and stellar streams. The outflow from black holes in TNG50 is surprisingly complex and details are being compared with our real universe. Studying how gas coalesced in the early universe helps humanity better understand how our Earth, Sun, and Solar System originally formed.

Authors & editors: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP)
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A Service of: ASD at NASA / GSFC & Michigan Tech. U.
Translated by: WouldYouLike Woong-bae Zee