Opis projektu
Udoskonalone modele w badaniu ukrytych zjawisk w namagnesowanych obszarach Wszechświata
Gromady galaktyk to największe związane grawitacyjnie struktury we Wszechświecie, jakie znamy. Ich powstawanie i ewolucja są ściśle powiązane z ewolucją Wszechświata jako całości, co sprawia, że doskonale nadają się do testowania modeli kosmologicznych. Kluczową cechą gromad jest ośrodek wewnątrz gromady – rozgrzany, namagnesowany gaz, który wypełnia przestrzeń między galaktykami. W modelach obliczeniowych ośrodek tej zwykle traktowany jest jako płyn, w którym dochodzi do zderzeń wielu cząstek. Modele te nie pozwalają na opisanie zjawisk o małej skali, wynikających na przykład z anizotropowego ciśnienia. Projekt LowCollICM, finansowany w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, ma na celu opracowanie modelu, który będzie uwzględniał takie małoskalowe efekty w wielkoskalowych symulacjach kosmologicznych, co pozwoli lepiej zrozumieć namagnesowane obszary Wszechświata.
Cel
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.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
20148 Hamburg
Niemcy