研究小组首先从低分辨率开始,模拟最初的暗物质演化成一个类银河星系的控制中心,然后放大中心光环区,引入气体粒子并大幅度提高分辨率,再追踪粒子间的相互作用的演化。他们使用具有超高分辨率的美国国家航空航天局(NASA)昴宿星团超级计算机,仅数据处理就花了140万个小时。在“厄里斯”星系中,设置的临界密度让一些高密度区域更容易形成恒星,从而更接近真实星系的情况。

  过去20年来,科学家一直想用计算机再现这一过程,却无法生成像银河系那样的星系。论文合著者、加州大学圣克鲁兹分校天文与天体物理学教授皮耶罗·马多说:“真实的星系是由恒星聚集而成,要模拟这一过程非常困难。我们第一次用计算机模拟了高密度气体云团,这些云团是恒星的出生地,最终形成了类似银河系的旋臂星系。模型还推测了冷暗物质的情况,为星系形成提供了基本框架。”

  马多还指出,在那些高密度区域,当恒星爆发成超新星时,能量会进入星际间物质,将大量气体吹出星系。“超新星爆发在星系内造成了气体外流,否则它会形成更多恒星和一个更大的核球。恒星聚集和超新星能量喷发造成了模拟差异。”