Först gav radioteleskop och sedan röntgenteleskop som drivs av NASA och Europeiska rymdorganisationen observationsbevis för jetplan och andra AGN-utflöden. Astronomer, inklusive Weaver, har skapat en förklaring till deras tillkomst under de senaste 30 till 40 åren genom att knyta samman optiskt, radio-, ultraviolett- och röntgenbevis.
På grund av de enorma strukturer de producerar är strålar med hög ljusstyrka lättare att lokalisera i radiomätningar. Eftersom jetstrålar med låg ljusstyrka är svåra att observera, måste astronomisamfundet helt förstå dem.
Använda NASA Center for Climate Simulation (NCCS), forskare från NASA Goddard Space Flight Center körde 100 simuleringar för att utforska strålar som dyker upp med nästan ljushastighet från supermassiva svarta hål.
Studieledare Ryan Tanner, postdoc vid NASA Goddards röntgenastrofysiklaboratorium, sa: "När jetstrålar och vindar strömmar ut från dessa aktiva galaktiska kärnor (AGN), reglerar de gasen i mitten av galaxen och påverkar saker som stjärnbildning hastighet och hur gasen blandas med den omgivande galaktiska miljön."
"Våra simuleringar fokuserade på mindre studerade jetstrålar med låg ljusstyrka och hur de bestämmer utvecklingen av deras värdgalaxer."
Gå in i NASA superdator-aktiverade simuleringar. Forskare använde den totala massan av en hypotetisk galax runt storleken av Vintergatan att skapa realistiska utgångsförhållanden. De studerade spiralgalaxer som NGC 1386, NGC 3079 och NGC 4945 för att fastställa gasfördelningen och andra AGN-egenskaper.
Senare modifierade forskare astrofysisk hydrodynamikkod för att utforska effekterna av strålarna och gasen på varandra över 26,000 100 ljusår av rymden, ungefär hälften av Vintergatans radie. Från hela uppsättningen av 19 simuleringar valde teamet ut 800,000 – som förbrukade XNUMX XNUMX kärntimmar på superdatorn NCCS Discover – för publicering.
Tanner sa, "Genom att använda NASAs superdatorresurser kunde vi utforska ett mycket större parameterutrymme än om vi var tvungna att använda mer blygsamma resurser. Detta ledde till att vi upptäckte viktiga relationer som vi inte kunde upptäcka med en mer begränsad omfattning.”
Simuleringarna avslöjade två betydande egenskaper hos lågljusstrålar:
- De interagerar med sin värdgalax mycket mer än högljusstrålar.
- De både påverkar och påverkas av det interstellära mediet i galaxen, vilket leder till en större variation av former än strålar med hög ljusstyrka.
Astrofysiker Kimberly Weaver, röntgenastrofysiklaboratorium sade, "Vi har visat metoden med vilken AGN påverkar sin galax och skapar de fysiska egenskaperna, såsom stötar i interstellärt medium, som vi har observerat i cirka 30 år. Dessa resultat jämför väl med optiska observationer och röntgenobservationer. Jag blev förvånad över hur väl teorin matchar observationer och tar upp långvariga frågor om AGN som jag studerade som doktorand, som NGC 1386! Och nu kan vi utöka till större prover.”
Tidskriftsreferens:
- Ryan Tanner et al., Simulations of AGN-driven Galactic Outflow Morphology and Content, Den astronomiska tidskriften (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac4d23
