Att förstå bildandet och utvecklingen av galaxer är svårt eftersom så många olika fysiska processer förutom bara gravitationen är involverade, inklusive processer associerade med stjärnbildning och stjärnstrålning, kylningen av gasen i det interstellära mediet, feedback från anhopande svarta hål, magnetiska fält, kosmiska strålar, och mer. Astronomer har använt datorsimuleringar av galaxbildning för att hjälpa till att förstå samspelet mellan dessa processer och ta itu med frågor som ännu inte kan besvaras genom observationer, som hur de första galaxerna i universum bildades. Simuleringar av galaxbildning kräver självkonsekvent modellering av alla dessa olika mekanismer på en gång, men en viktig svårighet är att var och en av dem arbetar i olika rumslig skala, vilket gör det nästan omöjligt att simulera dem alla på samma gång. Gasinflöde från det intergalaktiska mediet till en galax, till exempel, utspelar sig över miljontals ljusår, stjärnornas vindar har inflytande över hundratals ljusår, medan svarta håls återkoppling från dess ansamlingsskiva sker på skalor av tusendelar av ett ljusår.

CfA-astronomerna Rahul Kannan och Lars Hernquist, med sina kollegor, har utvecklat ett nytt beräkningsramverk som självständigt inkluderar alla dessa effekter. Beräkningarna använder en ny stjärnåterkopplingsram som kallas Stars and Multiphase Gas in Galaxies (SMUGGLE) som integrerar processer som involverar strålning, damm, molekylär vätgas (den dominerande komponenten i det interstellära mediet) och inkluderar även termisk och kemisk modellering. SMUGGLE-feedbacken är inkorporerad i den populära AREPO hydrodynamiska koden som simulerar utvecklingen av strukturer, och som har en extra modul för att inkludera strålningseffekter.

Astronomerna använder en simulering av Vintergatan för att testa sina resultat, och rapportera mycket god överensstämmelse med observationer. De finner att återkopplingseffekterna från strålning på stjärnbildningshastigheterna är ganska blygsamma, åtminstone i ett Vintergatans exempel, där stjärnor bildas med en hastighet av endast två till tre solmassor per år. Å andra sidan, de finner att strålningen från stjärnor drastiskt förändrar strukturen och uppvärmningen av det interstellära mediet genom att påverka fördelningen av det heta, värma, och kallt material som avviker från den enkla förväntningen. Koden gör ett bra jobb med att simulera dammtemperaturfördelningen med varmt damm som ligger (som förväntat) nära de stjärnbildande områdena men med det kalla dammet, kanske så lågt som tio kelvin, fördelade längre bort. Framgången med dessa nya simuleringar motiverar författarna att utöka sitt arbete till simuleringar med ännu finare rumslig upplösning.