Des scientifiques de la NASA créent des jets de trous noirs avec un supercalculateur

Tout d’abord, les radiotélescopes, puis les télescopes à rayons X exploités par la NASA et l’Agence spatiale européenne ont fourni des preuves d’observation des jets et autres sorties d’AGN. Les astronomes, dont Weaver, ont bricolé une explication de leur genèse au cours des 30 à 40 dernières années en reliant les preuves optiques, radio, ultraviolettes et X.

En raison des énormes structures qu’ils produisent, les jets à haute luminosité sont plus faciles à localiser lors des mesures radio. Les jets à faible luminosité étant difficiles à observer, la communauté astronomique doit les comprendre pleinement.

Le NASA Center for Climate Simulation (NCCS), des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA ont effectué 100 simulations explorant des jets qui émergent à une vitesse proche de la lumière des trous noirs supermassifs.

Ryan Tanner, responsable de l'étude et postdoctorant au laboratoire d'astrophysique des rayons X de la NASA Goddard, a déclaré : "À mesure que les jets et les vents s'échappent de ces noyaux galactiques actifs (AGN), ils régulent le gaz au centre de la galaxie et affectent des choses comme l'atmosphère. formation d'étoiles taux et comment le gaz se mélange avec l’environnement galactique environnant.

"Nos simulations se sont concentrées sur des jets à faible luminosité moins étudiés et sur la manière dont ils déterminent l'évolution de leurs galaxies hôtes."

Entrez dans les simulations activées par les superordinateurs de la NASA. Les scientifiques ont utilisé la masse totale d’une galaxie hypothétique de la taille de voie Lactée pour créer des conditions de départ réalistes. Ils ont étudié des galaxies spirales comme NGC 1386, NGC 3079 et NGC 4945 pour déterminer la distribution du gaz et d'autres caractéristiques de l'AGN.

Plus tard, les scientifiques ont modifié le code de l'hydrodynamique astrophysique pour explorer les impacts des jets et du gaz les uns sur les autres sur 26,000 100 années-lumière d'espace, soit environ la moitié du rayon de la Voie lactée. Parmi l’ensemble complet de 19 simulations, l’équipe en a sélectionné 800,000, qui ont consommé XNUMX XNUMX heures de base sur le supercalculateur NCCS Discover, pour publication.

Tanneur a dit : « L’utilisation des ressources de calcul intensif de la NASA nous a permis d’explorer un espace de paramètres beaucoup plus vaste que si nous devions utiliser des ressources plus modestes. Cela a conduit à découvrir des relations importantes que nous ne pouvions pas découvrir avec une portée plus limitée.

Les simulations ont révélé deux propriétés importantes des jets à faible luminosité :

• Ils interagissent bien plus avec leur galaxie hôte que les jets à haute luminosité.
• Ils affectent et sont tous deux affectés par le milieu interstellaire au sein de la galaxie, conduisant à une plus grande variété de formes que les jets à haute luminosité.

Kimberly Weaver, astrophysicienne au Laboratoire d'astrophysique des rayons X a affirmé Valérie Plante., "Nous avons démontré la méthode par laquelle l'AGN impacte sa galaxie et crée des caractéristiques physiques, telles que des chocs dans le milieu interstellaire, que nous observons depuis environ 30 ans. Ces résultats se comparent bien aux observations optiques et aux rayons X. J'ai été surpris de voir à quel point la théorie correspond aux observations et répond à des questions de longue date sur l'AGN que j'ai étudié en tant qu'étudiant diplômé, comme NGC 1386 ! Et maintenant, nous pouvons étendre à des échantillons plus grands.

Journal de référence:

1. Ryan Tanner et al., Simulations de la morphologie et du contenu des flux de sortie galactiques pilotés par AGN, Le journal astronomique (2022). EST CE QUE JE: 10.3847/1538-3881/ac4d23