Innanzitutto, i radiotelescopi e poi i telescopi a raggi X gestiti dalla NASA e dall’Agenzia spaziale europea hanno fornito prove osservative dell’esistenza di jet e altri deflussi di AGN. Gli astronomi, incluso Weaver, hanno elaborato una spiegazione per la loro genesi negli ultimi 30 o 40 anni mettendo insieme prove ottiche, radio, ultraviolette e raggi X.
A causa delle enormi strutture che producono, i getti ad alta luminosità sono più facili da individuare nelle misurazioni radio. Poiché i getti a bassa luminosità sono difficili da osservare, la comunità astronomica deve comprenderli appieno.
Usando il NASA Center for Climate Simulation (NCCS), gli scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA hanno eseguito 100 simulazioni esplorative getti che emergono quasi alla velocità della luce dai buchi neri supermassicci.
Il responsabile dello studio Ryan Tanner, un postdoc presso il laboratorio di astrofisica a raggi X della NASA Goddard, ha dichiarato: “Mentre getti e venti escono da questi nuclei galattici attivi (AGN), regolano il gas al centro della galassia e influenzano cose come il formazione stellare velocità e come il gas si mescola con l’ambiente galattico circostante”.
“Le nostre simulazioni si sono concentrate sui getti meno studiati e a bassa luminosità e su come determinano l’evoluzione delle galassie che li ospitano”.
Entra nelle simulazioni abilitate dai supercomputer della NASA. Gli scienziati hanno utilizzato la massa totale di un'ipotetica galassia delle dimensioni di quella via Lattea per creare condizioni di partenza realistiche. Hanno studiato le galassie a spirale come NGC 1386, NGC 3079 e NGC 4945 per determinare la distribuzione del gas e altre caratteristiche dell'AGN.
Successivamente, gli scienziati hanno modificato il codice dell’idrodinamica astrofisica per esplorare gli impatti reciproci dei getti e del gas attraverso 26,000 anni luce di spazio, circa la metà del raggio della Via Lattea. Dall’insieme completo di 100 simulazioni, il team ne ha selezionate 19, che hanno consumato 800,000 ore core sul supercomputer NCCS Discover, per la pubblicazione.
Tanner ha detto: “L’utilizzo delle risorse di supercalcolo della NASA ci ha permesso di esplorare uno spazio di parametri molto più ampio che se avessimo dovuto utilizzare risorse più modeste. Ciò ha portato alla scoperta di relazioni importanti che non avremmo potuto scoprire con un ambito più limitato”.
Le simulazioni hanno scoperto due proprietà significative dei getti a bassa luminosità:
- Interagiscono con la galassia ospite molto più dei getti ad alta luminosità.
- Entrambi influenzano e sono influenzati dal mezzo interstellare all'interno della galassia, portando a una maggiore varietà di forme rispetto ai getti ad alta luminosità.
Kimberly Weaver, astrofisico del Laboratorio di astrofisica dei raggi X disse, “Abbiamo dimostrato il metodo con cui l’AGN colpisce la sua galassia e crea caratteristiche fisiche, come gli shock mezzo interstellare, che osserviamo da circa 30 anni. Questi risultati si confrontano bene con le osservazioni ottiche e a raggi X. Sono rimasto sorpreso da quanto bene la teoria corrisponda alle osservazioni e risponda a domande di vecchia data sugli AGN che ho studiato da studente laureato, come NGC 1386! E ora possiamo espanderci a campioni più grandi”.
Riferimento della Gazzetta:
- Ryan Tanner et al., Simulazioni della morfologia e del contenuto del deflusso galattico guidato dagli AGN, The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac4d23
