Comprendere la formazione e l'evoluzione delle galassie è difficile perché sono coinvolti così tanti processi fisici diversi oltre alla semplice gravità, compresi i processi associati alla formazione stellare e alla radiazione stellare, il raffreddamento del gas nel mezzo interstellare, feedback dall'accrescimento dei buchi neri, campi magnetici, Raggi cosmici, e altro ancora. Gli astronomi hanno utilizzato simulazioni al computer della formazione delle galassie per aiutare a comprendere l'interazione di questi processi e affrontare domande a cui non è ancora possibile rispondere attraverso le osservazioni, come si formarono le prime galassie dell'universo. Le simulazioni della formazione delle galassie richiedono la modellizzazione autoconsistente di tutti questi vari meccanismi contemporaneamente, ma una difficoltà fondamentale è che ognuno di essi opera su una scala spaziale diversa, rendendo quasi impossibile simularli correttamente tutti allo stesso tempo. Afflusso di gas dal mezzo intergalattico in una galassia, Per esempio, avviene attraverso milioni di anni luce, i venti delle stelle hanno influenza su centinaia di anni luce, mentre il feedback del buco nero dal suo disco di accrescimento avviene su scale di millesimi di anno luce.

Gli astronomi CfA Rahul Kannan e Lars Hernquist, con i loro colleghi, hanno sviluppato un nuovo quadro computazionale che include in modo coerente tutti questi effetti. I calcoli utilizzano un nuovo quadro di feedback stellare chiamato Stars and Multiphase Gas in Galaxies (SMUGGLE) che integra processi che coinvolgono radiazioni, polvere, gas idrogeno molecolare (il componente dominante del mezzo interstellare) e include anche la modellazione termica e chimica. Il feedback SMUGGLE è incorporato nel popolare codice idrodinamico AREPO che simula l'evoluzione delle strutture, e che ha un modulo aggiuntivo per includere gli effetti delle radiazioni.

Gli astronomi usano una simulazione della Via Lattea per testare i loro risultati, e riporta un ottimo accordo con le osservazioni. Scoprono che gli effetti di feedback delle radiazioni sui tassi di formazione stellare sono piuttosto modesti, almeno in un esempio della Via Lattea, dove le stelle si stanno formando a un ritmo di sole due o tre masse solari all'anno. D'altra parte, scoprono che la radiazione delle stelle cambia drasticamente la struttura e il riscaldamento del mezzo interstellare influenzando la distribuzione del caldo, caldo, e materiale freddo che si discosta dalla semplice aspettativa. Il codice fa un buon lavoro nel simulare la distribuzione della temperatura della polvere con polvere calda che giace (come previsto) vicino alle regioni di formazione stellare ma con polvere fredda, forse fino a dieci kelvin, distribuito più lontano. Il successo di queste nuove simulazioni motiva gli autori a estendere il loro lavoro a simulazioni con una risoluzione spaziale ancora più fine.