Primeiro, os radiotelescópios e depois os telescópios de raios X operados pela NASA e pela Agência Espacial Europeia forneceram evidências observacionais de jatos e outros fluxos de AGN. Os astrónomos, incluindo Weaver, construíram uma explicação para a sua génese durante os últimos 30 a 40 anos, reunindo evidências ópticas, de rádio, ultravioletas e raios-X.
Devido às enormes estruturas que produzem, os jatos de alta luminosidade são mais fáceis de localizar em medições de rádio. Como os jatos de baixa luminosidade são difíceis de observar, a comunidade astronômica deve compreendê-los completamente.
Com o NASA Center for Climate Simulation (NCCS), cientistas do Goddard Space Flight Center da NASA realizaram 100 simulações explorando jatos que emergem quase à velocidade da luz de buracos negros supermassivos.
O líder do estudo, Ryan Tanner, pós-doutorado no Laboratório de Astrofísica de Raios-X Goddard da NASA, disse: “À medida que os jatos e ventos fluem desses núcleos galácticos ativos (AGN), eles regulam o gás no centro da galáxia e afetam coisas como o formação estelar taxa e como o gás se mistura com o ambiente galáctico circundante.”
“Nossas simulações focaram em jatos de baixa luminosidade menos estudados e em como eles determinam a evolução de suas galáxias hospedeiras.”
Entre nas simulações habilitadas para supercomputadores da NASA. Os cientistas empregaram a massa total de uma galáxia hipotética em torno do tamanho do via Láctea para criar condições iniciais realistas. Eles estudaram galáxias espirais como NGC 1386, NGC 3079 e NGC 4945 para determinar a distribuição de gás e outras características do AGN.
Mais tarde, os cientistas modificaram o código hidrodinâmico astrofísico para explorar os impactos dos jatos e do gás uns sobre os outros ao longo de 26,000 anos-luz do espaço, cerca de metade do raio da Via Láctea. Do conjunto completo de 100 simulações, a equipe selecionou 19 – que consumiram 800,000 horas principais no supercomputador NCCS Discover – para publicação.
Tanner disse: “Usar os recursos de supercomputação da NASA nos permitiu explorar um espaço de parâmetros muito maior do que se tivéssemos que usar recursos mais modestos. Isso levou à descoberta de relações importantes que não poderíamos descobrir com um escopo mais limitado.”
As simulações revelaram duas propriedades significativas de jatos de baixa luminosidade:
- Eles interagem com sua galáxia hospedeira muito mais do que jatos de alta luminosidade.
- Ambos afetam e são afetados pelo meio interestelar dentro da galáxia, levando a uma maior variedade de formas do que os jatos de alta luminosidade.
Astrofísica do Laboratório de Astrofísica de Raios X Kimberly Weaver dito, “Demonstramos o método pelo qual o AGN impacta sua galáxia e cria as características físicas, como choques no meio interestelar, que observamos há cerca de 30 anos. Esses resultados se comparam bem com observações ópticas e de raios-X. Fiquei surpreso com o quão bem a teoria combina com as observações e aborda questões de longa data sobre AGN que estudei quando era estudante de pós-graduação, como NGC 1386! E agora podemos expandir para amostras maiores.”
Jornal de referência:
- Ryan Tanner et al., Simulações de morfologia e conteúdo de fluxo galáctico orientado por AGN, O Jornal Astronômico (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac4d23
