Oamenii de știință creează jeturi de găuri negre cu ajutorul unui supercomputer

Folosindu-se de Centrul NASA pentru simularea climei (NCCS), oamenii de știință de la NASA Goddard Space Flight Center au efectuat 100 de simulări care explorează jeturile – fascicule înguste de particule energetice – care ies cu o viteză apropiată de cea a luminii din găurile negre supermasive.

Acești mastodonți se află în centrul galaxiilor active, care formează stele, precum galaxia noastră, Calea Lactee, și pot cântări de milioane sau miliarde de ori mai mult decât masa Soarelui.

Pe măsură ce jeturile și vânturile curg din aceste nuclee galactice active (AGN), acestea ,,reglează gazul din centrul galaxiei și afectează lucruri precum rata de formare a stelelor și modul în care gazul se amestecă cu mediul galactic înconjurător”, a explicat Ryan Tanner, conducătorul studiului.

„Pentru simulările noastre, ne-am concentrat asupra jeturilor mai puțin studiate, cu luminozitate scăzută și asupra modului în care acestea determină evoluția galaxiilor gazdă”, a declarat Tanner. El a colaborat cu astrofizicianul Kimberly Weaver, de la X-ray Astrophysics Laboratory, la studiul computațional, care apare în The Astronomical Journal.

Jeturile, fascicule înguste de particule energetice

Noile simulări efectuate pe supercomputerul NASA arată modul în care jeturile mai slabe, cu luminozitate redusă, produse de gaura neagră monstruoasă a unei galaxii, interacționează cu mediul lor galactic.

„Jeturile cu luminozitate ridicată sunt mai ușor de găsit deoarece creează structuri masive care pot fi văzute în observațiile radio”, a explicat Tanner. „Jeturile cu luminozitate scăzută sunt dificil de studiat din punct de vedere observațional, astfel încât comunitatea astronomică nu le înțelege la fel de bine.”

Pentru condiții de pornire realiste, Tanner și Weaver au folosit masa totală a unei galaxii ipotetice de mărimea Căii Lactee. Pentru distribuția gazului și alte proprietăți AGN, ei s-au uitat la galaxii spiralate precum NGC 1386, NGC 3079 și NGC 4945.

Tanner a modificat codul de hidrodinamică astrofizică Athena pentru a explora impactul jeturilor și al gazului unul asupra celuilalt pe o distanță de 26.000 de ani-lumină, aproximativ jumătate din raza Căii Lactee.

Simulările au scos la iveală două proprietăți ale jeturilor cu luminozitate redusă

Din setul complet de 100 de simulări, echipa a selectat 19 – care au consumat 800.000 de ore de nucleu pe supercomputerul NCCS Discover.

„Faptul că am putut utiliza resursele de supercalculatoare ale NASA ne-a permis să explorăm un spațiu de parametri mult mai mare decât dacă ar fi trebuit să folosim resurse mai modeste”, a declarat Tanner, potrivit Phys.org. „Acest lucru a dus la descoperirea unor relații importante pe care nu le-am fi putut descoperi cu un domeniu de aplicare mai limitat.”

Simulările au scos la iveală două proprietăți majore ale jeturilor cu luminozitate redusă. Acestea interacționează cu galaxia gazdă mult mai mult decât jeturile cu luminozitate mare.

Ele afectează și sunt afectate atât de mediul interstelar din galaxie, cât și de mediul interstelar din cadrul galaxiei, ceea ce duce la o varietate mai mare de forme decât jeturile cu luminozitate mare.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Test de cultură generală. Care este diferența dintre o gaură neagră și o gaură de vierme?

Ce a început să facă o gaură neagră la scurt timp după ce a fost creată de oameni în laborator?

Astronomii au găsit o gaură neagră monstruoasă chiar în vecinătatea noastră cosmică

Cea mai apropiată gaură neagră descoperită vreodată. Cum a fost găsită?