Courtesy of InterestingEngineering

Simulasi Superkomputer Tercepat Mengungkap Rahasia Stabilitas Gugus Galaksi

Memahami bagaimana gugus galaksi besar dapat mengatur diri dan mempertahankan stabilitasnya selama miliaran tahun melalui simulasi superkomputer untuk mengungkap mekanisme energi lubang hitam supermasif dan fenomena filamen gas yang selama ini menjadi misteri.

02 Okt 2025, 01.13 WIB

28 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini memberikan pemahaman baru tentang bagaimana kluster galaksi dapat bertahan stabil selama miliaran tahun.
Simulasi menggunakan superkomputer Frontier berhasil mereproduksi fenomena filamen gas yang sebelumnya belum dapat ditangkap dalam simulasi.
Temuan menunjukkan bahwa medan magnet berperan penting dalam mengatur energi dan stabilitas dalam kluster galaksi.

East Lansing, Amerika Serikat - Para ilmuwan menggunakan superkomputer paling canggih di dunia, Frontier, untuk mensimulasikan gugus galaksi besar dengan lubang hitam raksasa di pusatnya. Simulasi ini bertujuan untuk memahami bagaimana gugus galaksi dapat menjaga stabilitasnya selama miliaran tahun meskipun energi besar yang dihasilkan lubang hitam supermasif.

Dalam simulasi tersebut, lubang hitam dengan massa sebesar satu miliar kali massa Matahari disimulasikan bersama gugus galaksi yang memiliki berat setara satu kuadriliun Matahari, jauh lebih besar dari galaksi Bima Sakti. Para peneliti melacak aktivitas jet lubang hitam yang sangat cepat dan siklusnya selama miliaran tahun.

Meski begitu, kecepatan jet tersebut dibatasi sekitar 5% dari kecepatan cahaya agar dapat dilakukan simulasi dengan akurat menggunakan Frontier. Simulasi memerlukan waktu dua juta langkah dan menggunakan 700.000 node jam serta lebih dari 17.000 GPU dengan kode terbuka AthenaPK.

Salah satu pencapaian penting dari riset ini adalah berhasil memodelkan dan mereproduksi filamen gas dingin yang sebelumnya hanya pernah diamati secara nyata di gugus galaksi seperti Perseus. Penemuan ini mengkonfirmasi bahwa turbulensi hasil interaksi antara gas dingin, plasma panas, dan medan magnetlah yang menyebabkan terbentuknya filamen tersebut.

Hasil studi ini menyatakan bahwa medan magnet sangat penting dalam mengatur energi dan menjaga stabilitas gugus galaksi. Para ilmuwan berencana untuk menambahkan fisika lanjutan seperti sinar kosmik dan efek plasma dalam simulasi berikutnya, yang dapat membawa pemahaman lebih dalam tentang berbagai fenomena kosmik dan aplikasinya pada teknologi fusion.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/space/frontier-supercomputer-black-hole-simulations

Analisis Ahli

Brian O’Shea

"Simulasi ini memberikan gambaran pertama tentang bagaimana gugus galaksi mengatur energi internalnya menggunakan medan magnet dan turbulensi, membuka perdebatan baru dalam evolusi galaksi."

Philipp Grete

"Dengan superkomputer Frontier, kita akhirnya dapat menjalankan simulasi dengan skala dan detail yang belum pernah tercapai, memungkinkan pemahaman baru tentang energi jet lubang hitam."

Analisis Kami

"Simulasi ini merupakan lompatan penting dalam astrofisika komputasi, membuka jalur baru untuk memverifikasi teori tentang interaksi lubang hitam dan lingkungan galaksi. Namun, kompleksitas seperti plasma dan sinar kosmik yang belum dimasukkan harus segera diintegrasikan agar gambaran kosmik ini lebih lengkap dan realistis."

Prediksi Kami

Dengan kemampuan simulasi yang semakin maju, kita akan dapat memahami lebih dalam fenomena kosmik lain seperti supernova dan turbulensi plasma, yang nantinya bisa diterapkan dalam teknologi fusion dan pemahaman mengenai evolusi alam semesta secara lebih luas.

Pertanyaan Terkait

Apa tujuan utama penelitian ini?

Tujuan utama penelitian ini adalah untuk memahami bagaimana kluster galaksi mengatur energi dari black hole supermasif.

Apa yang dilakukan superkomputer Frontier dalam penelitian ini?

Superkomputer Frontier digunakan untuk mensimulasikan evolusi kluster galaksi dengan black hole besar di pusatnya selama miliaran tahun.

Bagaimana black hole berperan dalam kluster galaksi?

Black hole berperan sebagai sumber energi yang kuat, menggerakkan jet yang mempengaruhi lingkungan di sekitarnya.

Apa yang ditemukan mengenai filamen gas di sekitar kluster galaksi?

Penelitian ini menemukan bahwa filamen gas di sekitar kluster galaksi terbentuk melalui turbulensi yang dihasilkan oleh interaksi gas dingin dengan plasma antargalaksi yang panas.

Apa rencana lanjutan dari penelitian ini?

Rencana lanjutan adalah untuk menambahkan lebih banyak fisika, termasuk efek sinar kosmik dan plasma, untuk meningkatkan pemahaman fenomena ini.