أولاً، قدمت التلسكوبات الراديوية، ثم تلسكوبات الأشعة السينية التي تديرها وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، أدلة رصدية للنفاثات وغيرها من تدفقات النوى المجرية النشطة إلى الخارج. وقد تمكن علماء الفلك، بما في ذلك ويفر، من صياغة تفسير لنشأتها خلال الثلاثين إلى الأربعين سنة الماضية من خلال ربط الأدلة البصرية والراديوية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية معًا.
ونظرًا للهياكل الضخمة التي تنتجها، فمن السهل تحديد موقع الطائرات ذات اللمعان العالي في القياسات الراديوية. نظرًا لصعوبة رصد الطائرات ذات الإضاءة المنخفضة، يجب على مجتمع علم الفلك فهمها بشكل كامل.
باستخدام وكالة ناسا مركز محاكاة المناخ (NCCS)، أجرى علماء من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا 100 عملية محاكاة للاستكشاف النفاثات التي تخرج بسرعة الضوء تقريبًا من الثقوب السوداء الهائلة.
وقال قائد الدراسة ريان تانر، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر جودارد للفيزياء الفلكية للأشعة السينية التابع لناسا: "عندما تتدفق النفاثات والرياح من هذه النوى المجرية النشطة (AGN)، فإنها تنظم الغاز الموجود في مركز المجرة وتؤثر على أشياء مثل تكوين النجوم ومعدل وكيفية اختلاط الغاز مع بيئة المجرة المحيطة.
"ركزت عمليات المحاكاة لدينا على الطائرات النفاثة ذات السطوع المنخفض والتي لم تتم دراستها وكيفية تحديد تطور المجرات المضيفة لها."
أدخل عمليات المحاكاة التي تدعم الكمبيوتر العملاق التابع لناسا. استخدم العلماء الكتلة الإجمالية لمجرة افتراضية بحجم يقارب حجم المجرة درب التبانة لخلق ظروف انطلاق واقعية. لقد درسوا المجرات الحلزونية مثل NGC 1386 وNGC 3079 وNGC 4945 لتحديد توزيع الغاز وميزات AGN الأخرى.
وفي وقت لاحق، قام العلماء بتعديل كود الديناميكا المائية الفيزيائية الفلكية لاستكشاف تأثيرات النفاثات والغاز على بعضها البعض عبر 26,000 سنة ضوئية من الفضاء، أي حوالي نصف نصف قطر درب التبانة. من بين المجموعة الكاملة المكونة من 100 عملية محاكاة، اختار الفريق 19 عملية محاكاة - والتي استهلكت 800,000 ساعة أساسية على الكمبيوتر العملاق NCCS Discover - للنشر.
وقال تانر "لقد سمح لنا استخدام موارد الحوسبة الفائقة التابعة لناسا باستكشاف مساحة معلمات أكبر بكثير مما لو كان علينا استخدام موارد أكثر تواضعًا. وأدى ذلك إلى الكشف عن علاقات مهمة لم نتمكن من اكتشافها بنطاق أضيق.
كشفت عمليات المحاكاة عن خاصيتين مهمتين للنفاثات منخفضة اللمعان:
- إنها تتفاعل مع المجرة المضيفة لها أكثر بكثير من النفاثات عالية اللمعان.
- كلاهما يؤثر ويتأثر بالوسط البينجمي داخل المجرة، مما يؤدي إلى تنوع أكبر في الأشكال مقارنة بالنفاثات عالية اللمعان.
مختبر الأشعة السينية للفيزياء الفلكية عالم الفيزياء الفلكية كيمبرلي ويفر محمد, "لقد أظهرنا الطريقة التي تؤثر بها النوى المجرية النشطة على مجرتها وتخلق السمات الفيزيائية، مثل الصدمات في المجرة وسط بين نجمي، والتي لاحظناها منذ حوالي 30 عامًا. يمكن مقارنة هذه النتائج بشكل جيد مع الملاحظات البصرية والأشعة السينية. لقد فوجئت بمدى توافق النظرية مع الملاحظات ومعالجة الأسئلة القديمة حول النوى المجرية النشطة التي درستها كطالب دراسات عليا، مثل NGC 1386! والآن يمكننا التوسع في عينات أكبر."
المرجع مجلة:
- ريان تانر وآخرون، محاكاة مورفولوجيا ومحتوى تدفق المجرة المعتمد على AGN، المجلة الفلكية (2022). معرف الهوية الرقمي: 10.3847/1538-3881/ac4d23
