Далекие квазары предстают перед нами как светящие маяки космоса, излучая ярчайший свет во Вселенной. Своим светом они перекрывают даже всю галактику Млечный Путь. Эта потрясающая яркость возникает в результате разрыва материи, поглощаемой сверхмассивной черной дырой. Космологические параметры играют решающую роль в работе астрономов, позволяя отслеживать эволюцию Вселенной на протяжении миллиардов лет после Большого взрыва.
Излучение квазара раскрывает нам подробности о крупномасштабной структуре Вселенной, проходя через гигантские облака нейтрального газообразного водорода, формировавшиеся вскоре после Большого взрыва и имеющие размеры 20 миллионов световых лет в поперечнике и более.
Суперкомпьютер Frontera, финансируемый Национальным научным фондом (NSF) и работающий в Техасском центре перспективных вычислений (TACC), сыграл ключевую роль в достижениях в области технологий моделирования. Астрономы использовали данные о свете квазара для создания PRIYA — самого крупного комплекса гидродинамических моделей, предназначенных для моделирования крупномасштабной структуры Вселенной.
PRIYA связана с крупномасштабным космологическим моделированием, также разработанным командой астрономов, включая ASTRID, предназначенный для изучения формирования галактик, слияния сверхмассивных черных дыр и периода реионизации в ранние этапы истории Вселенной. PRIYA уходит еще дальше, используя информацию о галактиках и правила образования черных дыр, найденные в ASTRID, и меняет начальные условия.
Созданная командой во главе с Симеоном Бердом PRIYA применялась для уточнения космологических параметров. В результате исследования, опубликованного в Журнале космологии и физики астрочастиц, астрономы подтвердили наличие напряжения σ8 между данными реликтового излучения и слабым линзированием в течение десяти миллиардов лет.
Также, важным результатом анализа PRIYA стало согласование предыдущих расхождений в данных Planck CMB, обеспечив новый взгляд на массу нейтрино. Эти частицы, являющиеся самыми распространенными во Вселенной, оказывают значительное влияние на космологические модели структуры Вселенной.
Исследование PRIYA стало возможным благодаря суперкомпьютерам, таким как Frontera, которые обеспечили вычислительные ресурсы для создания одной из самых крупных космологических симуляций. Проект требовал более 100 000 ядерных часов для моделирования системы из более чем 29 миллиардов частиц в объеме 120 мегапарсек, а также дополнительные вычислительные мощности для аналитических расчетов.
