Už celé dekády se astronomové snaží přiblížit k modelu, který by dokázal popsat naši galaxii v opravdu jemných detailech. Donedávna však naráželi na pevný strop. Superpočítače dokázaly spočítat jen velké hvězdné celky, ale jednotlivé hvězdy zůstávaly za hranicí možností. Výsledek připomínal spíš orientační skicu než skutečnou mapu struktury Mléčné dráhy. Teprve nový projekt vědců z japonského centra RIKEN ukazuje, že se situace může změnit dramaticky.

Tým spojil klasické numerické simulace s moderní umělou inteligencí, která se naučila odhadovat chování supernov. Právě ty jsou jedním z nejzapeklitějších jevů ve vesmíru. Výbuch supernovy rozhýbe mezihvězdné prostředí, vytváří turbulence a přímo rozhoduje o tom, kde se budou rodit nové hvězdy. Aby bylo možné takový proces přesně simulovat, je potřeba pracovat s krátkými časovými úseky a vysokým rozlišením. To ale vede k obrovským nárokům na výpočetní výkon. Mnohé modely se proto zastavily už na začátku.

Zdroj: Shutterstock

Nová metoda, představená na konferenci SC 25, staví na tom, že různé procesy v galaxii mají různý měřítkový čas. Zatímco hlavní simulace sleduje pomalý pohyb celé galaktické struktury, umělá inteligence průběžně počítá rychlé změny vyvolané výbuchem supernovy. Tento přístup zásadně zrychlil celý výpočet. Vědcům se podařilo zkrátit dobu potřebnou k modelování více než stonásobně a poprvé tak mohli sledovat nejen shluky hvězd, ale každou hvězdu zvlášť.

Simulace, které dřív trvaly stovky hodin, je možné dokončit během několika málo hodin. Díky tomu se otevírá prostor pro studium extrémně dlouhých období vývoje Mléčné dráhy. Interval trvající miliardu let, který by superpočítač počítal klidně desítky let, lze nyní zvládnout za několik měsíců. Jde o skok, který mění nejen astronomii, ale i další obory, kde je potřeba propojit rychlé lokální procesy s pomalými celky.

Nový model umožní testovat různé teorie o tom, jak galaxie vznikají, proč mění svůj tvar a jak se v nich přerozděluje hmota. Zároveň může pomoci odhadnout oblasti, kde vznikají hvězdy podobné našemu Slunci.