Smithsonianin johtama ryhmä on julkaissut Lumina-simulaation, laajan simulaation maailmankaikkeuden kahdesta ensimmäisestä miljardista vuodesta, jossa mallinnetaan tavallista ainetta, pimeää ainetta ja säteilyä, jotta tähtitieteilijät voivat testata teleskooppihavaintojen avulla selityksiä sille, miten maailmankaikkeus muuttui.
Tutkimusta johtivat Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonianin tutkijat. Tutkimus julkaistiin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -lehdessä. Simulaatio kattaa alueen, jonka läpimitta on 500 megaparsekia eli noin 1,6 miljardia valovuotta.
Simulaatio seuraa kaasun, pimeän aineen, tähtien ja säteilyn kehitystä maailmankaikkeuden laajoilla alueilla. Se kuvaa, miten varhaiset galaksit muodostuivat. Lisäksi se kuvaa kahta merkittävää muutosta, joita kutsutaan vedyn ja heliumin reionisaatioksi.
Näiden muutosten aikana varhaisten tähtien ja aktiivisten galaksiytimien säteily muutti galaksien välisen kaasun tilaa. Tutkijat voivat verrata Lumina-simulaation ennusteita James Webb -avaruusteleskoopin ja muiden observatorioiden havaintoihin arvioidakseen, selittävätkö nykyiset mallit sen, mitä teleskoopit havaitsevat. Ryhmän mukaan simulaation suuri tilavuus voi auttaa löytämään harvinaisia kohteita, jotka saattaisivat jäädä pienemmissä malleissa havaitsematta.
Ryhmän mukaan simulaatiolla voidaan myös mallintaa laajoja kosmisia ympäristöjä, jotka saattaisivat jäädä pienemmissä malleissa huomaamatta. Lumina on teoriaan perustuva malli, ei suora rekonstruktio teleskooppikuvista. Sen arvo perustuu siihen, että se tuottaa ennusteita, joita voidaan testata havaintojen avulla.