IllustrisTNG प्रोजेक्ट के पहले परिणामों को तीन अलग-अलग अध्ययनों में प्रकाशित किया गया है, और वे इस बात पर नई रोशनी डाल रहे हैं कि ब्लैक होल कैसे ब्रह्मांड को आकार देते हैं, और कैसे आकाशगंगाएँ बनती और बढ़ती हैं। IllustrisTNG प्रोजेक्ट खुद को "ब्रह्माण्ड संबंधी जलविद्युत सिमुलेशन की अगली पीढ़ी" के रूप में प्रस्तुत करता है। परियोजना हमारे ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर पनबिजली सिमुलेशन की एक सतत श्रृंखला है। इसका लक्ष्य उन भौतिक प्रक्रियाओं को समझना है जो आकाशगंगाओं के निर्माण को प्रेरित करती हैं।
IllustriousTNG के दिल में यूनिवर्स की कला संख्यात्मक मॉडल का एक राज्य है, जो दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों में से एक पर चल रहा है: जर्मनी के स्टटगार्ट में उच्च-प्रदर्शन कम्प्यूटिंग केंद्र में हेज़ेल हेन मशीन। हेज़ेल हेन जर्मनी का सबसे तेज़ कंप्यूटर है और दुनिया में 19 वां सबसे तेज़ है।
हमारे वर्तमान ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल से पता चलता है कि ब्रह्मांड की द्रव्यमान-ऊर्जा घनत्व डार्क मैटर और डार्क एनर्जी पर हावी है। चूंकि हम या तो उन चीजों का अवलोकन नहीं कर सकते हैं, इसलिए इस मॉडल का परीक्षण करने का एकमात्र तरीका उन चीजों की संरचना के बारे में सटीक अनुमान लगाने में सक्षम है जो हम देख सकते हैं, जैसे कि सितारों, फैलाने वाली गैस और ब्लैक होल को फैलाना। इन दृश्यमान चीजों को शीट, फिलामेंट्स और वोड्स के कॉस्मिक वेब में व्यवस्थित किया जाता है। इनके अंदर आकाशगंगाएँ हैं, जो ब्रह्मांडीय संरचना की मूल इकाइयाँ हैं। गेलेक्टिक संरचना के बारे में अपने विचारों का परीक्षण करने के लिए, हमें विस्तृत और यथार्थवादी नकली आकाशगंगाएँ बनानी होंगी, फिर उनकी तुलना वास्तविक से करें।
संयुक्त राज्य अमेरिका और जर्मनी में खगोल भौतिकीविदों ने अपना ब्रह्मांड बनाने के लिए IllustrisTNG का उपयोग किया, जिसे तब विस्तार से अध्ययन किया जा सकता था। IllustrisTNG वास्तविक ब्रह्मांड की टिप्पणियों के साथ बहुत दृढ़ता से संबंधित है, लेकिन वैज्ञानिकों को उन चीजों को देखने की अनुमति देता है जो हमारे अपने ब्रह्मांड में अस्पष्ट हैं। इससे अब तक कुछ बहुत ही दिलचस्प परिणाम सामने आए हैं, और ब्रह्मांड विज्ञान और खगोल भौतिकी में कुछ बड़े सवालों के जवाब देने में मदद कर रहे हैं।
जब से हमने सीखा है कि आकाशगंगाएँ अपने केंद्रों पर सुपरमैसिव ब्लैक होल (SMBH) की मेजबानी करती हैं, तो यह व्यापक रूप से माना जाता है कि आकाशगंगाओं के विकास और संभवतः उनके गठन पर उनका गहरा प्रभाव है। इस स्पष्ट प्रश्न का कारण है: ये SMBH आकाशगंगाओं को कैसे प्रभावित करते हैं जो उन्हें होस्ट करते हैं? मैक्सिकन प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में डॉ। डायलन नेल्सन द्वारा इसका जवाब देने के लिए तैयार किए गए शानदार टीएनजी से पता चलता है कि "आकाशगंगा रंग संक्रमण का प्राथमिक चालक अपने निम्न-अभिवृद्धि राज्य में सुपरमैसिव ब्लैकहोल प्रतिक्रिया है।"
"हमारी बड़ी अण्डाकार आकाशगंगाओं में स्टार के गठन को बुझाने में सक्षम एकमात्र भौतिक इकाई उनके केंद्रों पर सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं।" - डॉ। डायलन नेल्सन, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स,
आकाशगंगाएँ जो अभी भी अपने सितारे बनाने के चरण में हैं, अपने युवा सितारों की नीली रोशनी में चमकती हैं। फिर कुछ बदलता है और स्टार का गठन समाप्त होता है। उसके बाद, आकाशगंगा पर पुराने, लाल सितारों का प्रभुत्व होता है, और आकाशगंगा "लाल और मृत" आकाशगंगाओं से भरे कब्रिस्तान में मिलती है। जैसा कि नेल्सन बताते हैं, "हमारे बड़े अण्डाकार आकाशगंगाओं में स्टार गठन को बुझाने में सक्षम एकमात्र भौतिक इकाई उनके केंद्रों में सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं।" लेकिन वे ऐसा कैसे करते हैं?
नेल्सन और उनके सहयोगियों ने इसकी कम-अभिवृद्धि की स्थिति में सुपरमैसिव ब्लैक होल फीडबैक को इसका श्रेय दिया। इसका मतलब यह है कि एक ब्लैक होल फ़ीड के रूप में, यह एक हवा, या सदमे की लहर बनाता है, जो आकाशगंगा से स्टार बनाने वाली गैस और धूल उड़ाता है। यह भविष्य के सितारों के गठन को सीमित करता है। मौजूदा तारे उम्र और लाल हो जाते हैं, और कुछ नए नीले तारे बनते हैं।
यह लंबे समय से सोचा गया है कि बड़ी आकाशगंगाएँ तब बनती हैं जब छोटी आकाशगंगाएँ जुड़ती हैं। जैसे-जैसे आकाशगंगा बड़ी होती जाती है, इसका गुरुत्वाकर्षण इसमें और अधिक छोटी आकाशगंगाएँ खींचता जाता है। इन टकरावों के दौरान, आकाशगंगाएं फट जाती हैं। कुछ तारे बिखरे होंगे, और नई, बड़ी आकाशगंगा के चारों ओर एक प्रभामंडल में निवास करेंगे। इससे नव-निर्मित आकाशगंगा को तारकीय प्रकाश की एक फीकी पृष्ठभूमि चमक मिलनी चाहिए। लेकिन यह एक भविष्यवाणी है, और इन पीला चमक का निरीक्षण करना बहुत कठिन है।
"हमारी भविष्यवाणियों को अब पर्यवेक्षकों द्वारा व्यवस्थित रूप से जांचा जा सकता है।" - डॉ। अंनलिसा पिलीपिच (मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स)
IllustrisTNG अधिक सटीक भविष्यवाणी करने में सक्षम था कि यह चमक कैसी दिखनी चाहिए। यह खगोलविदों को इस बात का एक बेहतर विचार देता है कि जब वे वास्तविक ब्रह्मांड में इस पीला तारकीय चमक को देखने की कोशिश करते हैं तो क्या देखना चाहिए। "हमारी भविष्यवाणियों को अब पर्यवेक्षकों द्वारा व्यवस्थित रूप से जांचा जा सकता है," डॉ। एनलिसा पिलीपिच (एमपीआईए) बताते हैं, जिन्होंने एक और इलस्ट्रिस टीएनजी अध्ययन का नेतृत्व किया। "यह पदानुक्रमित आकाशगंगा गठन के सैद्धांतिक मॉडल के लिए एक महत्वपूर्ण परीक्षा देता है।"
IllustrisTNG सिमुलेशन की एक चल रही श्रृंखला है। अब तक, तीन IllustrisTNG रन बन चुके हैं, हर एक पिछले एक की तुलना में एक बड़ा सिमुलेशन बनाता है। वे TNG 50, TNG 100 और TNG 300 हैं। TNG300 TNG50 की तुलना में बहुत बड़ा है और एक बड़े क्षेत्र का अध्ययन करने की अनुमति देता है जो बड़े पैमाने पर संरचना के बारे में सुराग का खुलासा करता है। हालांकि TNG50 बहुत छोटा है, लेकिन इसका अधिक सटीक विवरण है। यह हमें आकाशगंगाओं के संरचनात्मक गुणों और आकाशगंगाओं के आस-पास गैस की विस्तृत संरचना पर अधिक विस्तृत नज़र डालता है। TNG100 कहीं बीच में है।
IllustrisTNG पहला कॉस्मोलॉजिकल हाइड्रोडायनामिक सिमुलेशन नहीं है। अन्य में ईगल, होरिजन-एजीएन और इलस्ट्रेट टीएनजी के पूर्ववर्ती इलस्ट्रिस शामिल हैं। उन्होंने दिखाया है कि ये भविष्य कहनेवाला सैद्धांतिक मॉडल कितना शक्तिशाली हो सकता है। जैसे-जैसे हमारे कंप्यूटर अधिक शक्तिशाली होते हैं और भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के बारे में हमारी समझ बढ़ती है, इन प्रकार के सिमुलेशन अधिक से अधिक विस्तृत परिणाम प्राप्त करेंगे।
