Wissenschaftler am Goddard Space Flight Center NASA führte hundert komplexe Simulationen durch und untersuchte Jets - schmale Bündel energiereicher Teilchen, die aus supermassiven Teilchen herausfliegen Schwarze Löcher mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit. Supermassereiche Schwarze Löcher befinden sich in den Zentren von sternbildenden Galaxien wie unserer Milchstraße und können das Millionen- und Milliardenfache der Masse der Sonne wiegen.
Wissenschaftler verwendeten einen Supercomputer, um äußerst komplexe Simulationen durchzuführen Entdecken am NASA Climate Modeling Center. Wenn die Jets und Winde aus diesen aktiven galaktischen Kernen strömen, „haben sie Auswirkungen auf das Gas im Zentrum der Galaxie, auf Dinge wie die Sternentstehungsrate und wie sich das Gas mit dem umgebenden galaktischen Medium vermischt“, sagt die Studie Anführer Ryan Tanner. Vielleicht beschleunigen oder verlangsamen sie im Gegenteil den Prozess der Sternentstehung.
„Für unsere Simulationen konzentrierten wir uns auf die weniger untersuchten Jets mit geringer Leuchtkraft und darauf, wie sie die Entwicklung ihrer Galaxien bestimmen“, sagte Tanner. Beobachtungsnachweise für Jets und andere Abflüsse aus aktiven Galaxienkernen wurden zuerst mit Radioteleskopen und später mit Röntgenteleskopen erhalten NASA dass ESA. In den letzten 30-40 Jahren haben Astronomen eine Erklärung für ihren Ursprung zusammengestellt, indem sie optische, Radio-, Ultraviolett- und Röntgenbeobachtungen kombiniert haben.
„Jets mit hoher Leuchtkraft sind leichter zu finden, weil sie massive Strukturen erzeugen, die mit Radiobeobachtungen gesehen werden können“, erklärte Tanner. - Jets mit geringer Leuchtkraft sind mit Hilfe von Beobachtungen schwer zu untersuchen, daher kennt die astronomische Gemeinschaft sie nicht so gut.
Zusammen mit der Astrophysikerin Kim Weaver haben sie ein Modell auf einem Supercomputer erstellt NASA und für realistische Startbedingungen wurde die Gesamtmasse einer hypothetischen Galaxie von der Größe der Milchstraße verwendet. Für die Gasverteilung und andere Eigenschaften des galaktischen Kerns konzentrierten sie sich auf die Indikatoren der Spiralgalaxien NGC 1386, NGC 3079 und NGC 4945.
Unter Verwendung des Athena-Codes untersuchte Tanner den Aufprall von Jets und Gas aufeinander in einer Entfernung von 26 Lichtjahren, einer Entfernung, die etwa dem halben Radius der Milchstraße entspricht. 800 Stunden Rechenzeit benötigte die Simulation auf dem Supercomputer Discover. Sie zeigen, dass galaktische Kerne Wirtsgalaxien stark beeinflussen. Die blau-grünen Farben in der Mitte sind die Galaxie selbst und das Lila ist der Jet.
„Durch die Nutzung der Supercomputing-Ressourcen der NASA konnten wir einen viel größeren Parameterraum erkunden“, sagte Tanner. - Dies führte zur Entdeckung wichtiger Zusammenhänge, die wir bei begrenzten Möglichkeiten nicht hätten entdecken können.".
"Wir haben eine Methode demonstriert, mit der ein aktiver galaktischer Kern seine Wirtsgalaxie beeinflusst", sagte Co-Autor der Studie, Kim Weaver. – Diese Ergebnisse stimmen gut mit optischen und Röntgenbeobachtungen überein. Ich war überrascht, wie gut die Theorie mit den Beobachtungen übereinstimmte und langjährige Fragen zu galaktischen Kernen beantwortete, die ich in der Graduiertenschule untersuchte, wie zum Beispiel in der Galaxie NGC 1386."
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