Zuerst lieferten Radioteleskope und dann Röntgenteleskope der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation Beobachtungsnachweise für Jets und andere AGN-Ausflüsse. Astronomen, darunter Weaver, haben in den letzten 30 bis 40 Jahren eine Erklärung für ihre Entstehung gefunden, indem sie optische, Radio-, Ultraviolett- und Röntgenbeweise miteinander verknüpft haben.
Aufgrund der riesigen Strukturen, die sie erzeugen, sind Jets mit hoher Leuchtkraft bei Radiomessungen leichter zu lokalisieren. Da Jets mit geringer Leuchtkraft schwer zu beobachten sind, muss die Astronomiegemeinschaft sie vollständig verstehen.
Verwendung der NASA Center for Climate Simulation (NCCS) führten Wissenschaftler des NASA Goddard Space Flight Center 100 Simulationen zur Erkundung durch Jets, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aus supermassereichen Schwarzen Löchern austreten.
Studienleiter Ryan Tanner, Postdoktorand im Röntgen-Astrophysiklabor der NASA Goddard, sagte: „Wenn Jets und Winde aus diesen aktiven galaktischen Kernen (AGN) ausströmen, regulieren sie das Gas im Zentrum der Galaxie und beeinflussen Dinge wie das Sternentstehung Rate und wie sich das Gas mit der umgebenden galaktischen Umgebung vermischt.“
„Unsere Simulationen konzentrierten sich auf weniger erforschte Jets mit geringer Leuchtkraft und darauf, wie sie die Entwicklung ihrer Muttergalaxien bestimmen.“
Nehmen Sie an Supercomputer-gestützten Simulationen der NASA teil. Wissenschaftler gingen von der Gesamtmasse einer hypothetischen Galaxie in etwa der Größe aus Milchstraße realistische Ausgangsbedingungen zu schaffen. Sie untersuchten Spiralgalaxien wie NGC 1386, NGC 3079 und NGC 4945, um die Gasverteilung und andere AGN-Merkmale zu bestimmen.
Später modifizierten Wissenschaftler den astrophysikalischen Hydrodynamik-Code, um die Auswirkungen der Jets und des Gases aufeinander in einem Raum von 26,000 Lichtjahren zu untersuchen, was etwa dem halben Radius der Milchstraße entspricht. Aus dem gesamten Satz von 100 Simulationen wählte das Team 19 zur Veröffentlichung aus, die 800,000 Kernstunden auf dem NCCS Discover-Supercomputer verbrauchten.
Tanner sagte: „Durch die Nutzung der Supercomputing-Ressourcen der NASA konnten wir einen viel größeren Parameterraum erkunden, als wenn wir bescheidenere Ressourcen nutzen müssten. Dies führte dazu, dass wichtige Zusammenhänge aufgedeckt wurden, die wir mit einem begrenzteren Umfang nicht entdecken könnten.“
Die Simulationen deckten zwei wesentliche Eigenschaften von Jets mit geringer Leuchtkraft auf:
- Sie interagieren viel stärker mit ihrer Muttergalaxie als Jets mit hoher Leuchtkraft.
- Beide beeinflussen das interstellare Medium innerhalb der Galaxie und werden von diesem beeinflusst, was zu einer größeren Vielfalt an Formen führt als Jets mit hoher Leuchtkraft.
Kimberly Weaver, Astrophysikerin im Labor für Röntgenastrophysik sagte, „Wir haben die Methode demonstriert, mit der das AGN auf seine Galaxie einwirkt und physikalische Merkmale wie Erschütterungen in der Galaxie erzeugt interstellares Medium, das wir seit etwa 30 Jahren beobachten. Diese Ergebnisse lassen sich gut mit optischen und Röntgenbeobachtungen vergleichen. Ich war überrascht, wie gut die Theorie mit Beobachtungen übereinstimmt und langjährige Fragen zu AGN beantwortet, die ich als Doktorand studiert habe, wie zum Beispiel NGC 1386! Und jetzt können wir auf größere Stichproben expandieren.“
Journal Referenz:
- Ryan Tanner et al., Simulationen der AGN-gesteuerten Morphologie und des Inhalts des galaktischen Ausflusses, Das astronomische Journal (2022). zurück 10.3847/1538-3881/ac4d23
