Descripción del proyecto
Modelos mejorados podrían revelar fenómenos ocultos en el universo magnetizado
Los cúmulos de galaxias son las estructuras enlazadas gravitatoriamente más grandes conocidas en el universo. Su formación y evolución están fuertemente acopladas a la evolución del universo en su conjunto, lo que los convierte en sondas importantes para probar los modelos cosmológicos. Una de las características principales de los cúmulos es el medio intracumular, un gas caliente y magnetizado que rellena el espacio entre galaxias. Normalmente, los modelos informáticos tratan el medio intracumular como un fluido que demuestra colisiones de múltiples partículas. Estos modelos carecen de la capacidad para describir los fenómenos a pequeña escala que surgen, por ejemplo, de la presión anisotrópica. El equipo del proyecto LowCollICM, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, tiene previsto desarrollar un modelo que incorporará dichos efectos a pequeña escala en las simulaciones cosmológicas a gran escala, lo que mejorará la comprensión del universo magnético.
Objetivo
Despite advances in both instrumental and computational capabilities, there still exists a mismatch between the observations of and theory describing galaxy clusters – the most massive gravitationally bound objects in the Universe. Galaxy clusters are used as probes for cosmological models and thus are important to our fundamental understanding of the Universe. Some differences clearly originate from an incorrect treatment of microphysical processes in large-scale cosmological simulations. This applies, in particular, to the intracluster medium (ICM). Particle collisions are rare in this hot, diffuse, magnetized plasma. In simulations the ICM is typically treated as a fully collisional fluid with an isotropic pressure. Hence, small-scale physics that stem, for example, from an anisotropic pressure, are missing. With this action the researcher will pave the way for the development of a model that allows for the incorporation of these small-scale effects into large-scale cosmological simulations. To achieve this, the researcher will implement anisotropic viscosity and thermal conduction in a next-generation, exascale simulation code. This code will then be used to conduct and analyze simulations of different aspects of the ICM covering both idealized, turbulent subvolumes and global isolated galaxy clusters. In doing so, the researcher will determine which effects are dynamically important, how they affect observables such as Faraday rotation measures and surface brightness discontinuities, and how to model them. Ultimately, future cosmological simulations employing a more accurate model will facilitate a more fundamental understanding of the magnetized Universe.
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
20148 Hamburg
Alemania