Ten eerste leverden radiotelescopen en vervolgens röntgentelescopen van NASA en de European Space Agency observationeel bewijs voor jets en andere AGN-uitstromen. Astronomen, waaronder Weaver, hebben de afgelopen dertig tot veertig jaar een verklaring voor hun ontstaan gevonden door optisch, radio-, ultraviolet- en röntgenbewijs met elkaar te verbinden.
Vanwege de enorme structuren die ze produceren, zijn jets met een hoge lichtsterkte gemakkelijker te lokaliseren bij radiometingen. Omdat jets met een lage helderheid moeilijk waar te nemen zijn, moet de astronomiegemeenschap ze volledig begrijpen.
De NASA Center for Climate Simulation (NCCS), hebben wetenschappers van het NASA Goddard Space Flight Center 100 simulaties uitgevoerd jets die met bijna lichtsnelheid uit superzware zwarte gaten tevoorschijn komen.
Studieleider Ryan Tanner, een postdoc in het X-ray Astrophysics Laboratory van NASA Goddard, zei: “Terwijl straalstromen en winden uit deze actieve galactische kernen (AGN) stromen, reguleren ze het gas in het centrum van de Melkweg en beïnvloeden ze zaken als de stervorming en hoe het gas zich vermengt met de omringende galactische omgeving.”
“Onze simulaties concentreerden zich op minder bestudeerde jets met een lage helderheid en hoe deze de evolutie van hun gaststelsels bepalen.”
Voer NASA-simulaties met supercomputers in. Wetenschappers hebben de totale massa van een hypothetisch sterrenstelsel van ongeveer de grootte van het sterrenstelsel gebruikt Melkweg het creëren van realistische startvoorwaarden. Ze bestudeerden spiraalstelsels zoals NGC 1386, NGC 3079 en NGC 4945 om de gasverdeling en andere AGN-kenmerken te bepalen.
Later hebben wetenschappers de astrofysische hydrodynamicacode aangepast om de impact van de jets en het gas op elkaar te onderzoeken in een ruimte van 26,000 lichtjaar, ongeveer de helft van de straal van de Melkweg. Uit de volledige set van 100 simulaties selecteerde het team er 19 – die 800,000 kernuren op de NCCS Discover-supercomputer in beslag namen – voor publicatie.
Tanner zei: “Door het gebruik van NASA-supercomputingbronnen konden we een veel grotere parameterruimte verkennen dan wanneer we bescheidener bronnen zouden moeten gebruiken. Dit leidde tot het blootleggen van belangrijke relaties die we met een beperktere reikwijdte niet konden ontdekken.”
De simulaties brachten twee belangrijke eigenschappen van jets met lage lichtsterkte aan het licht:
- Ze hebben veel meer interactie met hun gaststelsel dan straaljagers met een hoge helderheid.
- Ze hebben allebei invloed op en worden beïnvloed door het interstellaire medium in de Melkweg, wat leidt tot een grotere verscheidenheid aan vormen dan jets met een hoge helderheid.
Röntgen-astrofysica Laboratorium-astrofysicus Kimberly Weaver zei, “We hebben de methode gedemonstreerd waarmee de AGN zijn sterrenstelsel beïnvloedt en de fysieke kenmerken creëert, zoals schokken in de Melkweg interstellair medium, die we al ongeveer 30 jaar waarnemen. Deze resultaten komen goed overeen met optische en röntgenwaarnemingen. Ik was verrast hoe goed de theorie aansluit bij observaties en beantwoordt aan al lang bestaande vragen over AGN die ik als afgestudeerde student heb bestudeerd, zoals NGC 1386! En nu kunnen we uitbreiden naar grotere monsters.”
Journal Reference:
- Ryan Tanner et al., Simulaties van AGN-aangedreven galactische uitstroommorfologie en inhoud, The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac4d23
