Πρώτα, τα ραδιοτηλεσκόπια και στη συνέχεια τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ που χειριζόταν η NASA και η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία παρείχαν παρατηρητικές αποδείξεις για πίδακες και άλλες εκροές AGN. Οι αστρονόμοι, συμπεριλαμβανομένου του Weaver, έχουν δημιουργήσει μια εξήγηση για τη γένεσή τους τα τελευταία 30 έως 40 χρόνια, συνδέοντας οπτικά, ραδιόφωνα, υπεριώδη και ακτίνες Χ στοιχεία.
Λόγω των τεράστιων δομών που παράγουν, οι πίδακες υψηλής φωτεινότητας εντοπίζονται ευκολότερα σε ραδιομετρήσεις. Δεδομένου ότι οι πίδακες χαμηλής φωτεινότητας είναι δύσκολο να παρατηρηθούν, η κοινότητα της αστρονομίας πρέπει να τους κατανοήσει πλήρως.
Χρήση του NASA Κέντρο Προσομοίωσης Κλίματος (NCCS), επιστήμονες από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA πραγματοποίησαν 100 προσομοιώσεις εξερευνώντας πίδακες που αναδύονται με σχεδόν ταχύτητα φωτός από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Ο επικεφαλής της μελέτης Ryan Tanner, μεταδιδάκτορας στο Εργαστήριο Αστροφυσικής ακτίνων Χ της NASA Goddard, είπε: «Καθώς πίδακες και άνεμοι ρέουν έξω από αυτούς τους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN), ρυθμίζουν το αέριο στο κέντρο του γαλαξία και επηρεάζουν πράγματα όπως το σχηματισμός αστεριών ρυθμός και πώς το αέριο αναμιγνύεται με το περιβάλλον γαλαξιακό περιβάλλον».
«Οι προσομοιώσεις μας επικεντρώθηκαν σε λιγότερο μελετημένους πίδακες χαμηλής φωτεινότητας και στον τρόπο με τον οποίο καθορίζουν την εξέλιξη των γαλαξιών ξενιστών τους».
Εισαγάγετε προσομοιώσεις με δυνατότητα υπερυπολογιστή της NASA. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη συνολική μάζα ενός υποθετικού γαλαξία περίπου στο μέγεθος του Γαλαξίας για τη δημιουργία ρεαλιστικών συνθηκών εκκίνησης. Μελέτησαν σπειροειδείς γαλαξίες όπως οι NGC 1386, NGC 3079 και NGC 4945 για να προσδιορίσουν την κατανομή αερίου και άλλα χαρακτηριστικά AGN.
Αργότερα, οι επιστήμονες τροποποίησαν τον αστροφυσικό υδροδυναμικό κώδικα για να εξερευνήσουν τις επιπτώσεις των πίδακα και του αερίου μεταξύ τους σε 26,000 έτη φωτός του διαστήματος, περίπου τη μισή ακτίνα του Γαλαξία. Από το πλήρες σύνολο των 100 προσομοιώσεων, η ομάδα επέλεξε 19—οι οποίες κατανάλωσαν 800,000 ώρες πυρήνα στον υπερυπολογιστή NCCS Discover—για δημοσίευση.
Ο Τάνερ είπε, «Η χρήση πόρων υπερυπολογιστών της NASA μας επέτρεψε να εξερευνήσουμε έναν πολύ μεγαλύτερο χώρο παραμέτρων από ό,τι αν έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε πιο μέτριους πόρους. Αυτό οδήγησε στην αποκάλυψη σημαντικών σχέσεων που δεν μπορούσαμε να ανακαλύψουμε με πιο περιορισμένο εύρος».
Οι προσομοιώσεις αποκάλυψαν δύο σημαντικές ιδιότητες πίδακες χαμηλής φωτεινότητας:
- Αλληλεπιδρούν με τον γαλαξία-ξενιστή τους πολύ περισσότερο από τους πίδακες υψηλής φωτεινότητας.
- Και οι δύο επηρεάζουν και επηρεάζονται από το διαστρικό μέσο εντός του γαλαξία, οδηγώντας σε μεγαλύτερη ποικιλία σχημάτων από τους πίδακες υψηλής φωτεινότητας.
Αστροφυσικός του Εργαστηρίου Αστροφυσικής ακτίνων Χ Kimberly Weaver είπε, «Έχουμε αποδείξει τη μέθοδο με την οποία το AGN προσκρούει στον γαλαξία του και δημιουργεί τα φυσικά χαρακτηριστικά, όπως κραδασμούς στον διαστρικό μέσο, που παρατηρούμε εδώ και 30 περίπου χρόνια. Αυτά τα αποτελέσματα συγκρίνονται καλά με παρατηρήσεις οπτικών και ακτίνων Χ. Έμεινα έκπληκτος με το πόσο καλά ταιριάζει η θεωρία με παρατηρήσεις και αντιμετωπίζει μακροχρόνιες ερωτήσεις σχετικά με το AGN που σπούδασα ως μεταπτυχιακός φοιτητής, όπως το NGC 1386! Και τώρα μπορούμε να επεκταθούμε σε μεγαλύτερα δείγματα».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Ryan Tanner et al., Simulations of AGN-driven Galactic Outflow Morphology and Content, Η αστρονομική εφημερίδα (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac4d23
