ประการแรก กล้องโทรทรรศน์วิทยุและกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ที่ดำเนินการโดย NASA และองค์การอวกาศยุโรปได้ให้หลักฐานเชิงสังเกตการณ์เกี่ยวกับไอพ่นและการไหลออกของ AGN อื่นๆ นักดาราศาสตร์ รวมทั้งวีเวอร์ ได้พยายามอธิบายคำอธิบายเกี่ยวกับการกำเนิดของมันในช่วง 30 ถึง 40 ปีที่ผ่านมา โดยการเชื่อมโยงหลักฐานทางแสง วิทยุ อัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์เข้าด้วยกัน
เนื่องจากโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ผลิตขึ้น ทำให้ไอพ่นที่มีความส่องสว่างสูงสามารถระบุตำแหน่งได้ง่ายขึ้นในการตรวจวัดทางวิทยุ เนื่องจากเจ็ตที่มีความสว่างต่ำนั้นสังเกตได้ยาก ชุมชนดาราศาสตร์จึงต้องเข้าใจสิ่งเหล่านั้นอย่างถ่องแท้
การใช้ นาซา ศูนย์การจำลองสภาพภูมิอากาศ (NCCS) นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ทำการสำรวจแบบจำลอง 100 ครั้ง เจ็ตส์ที่โผล่ออกมาจากหลุมดำมวลมหาศาลด้วยความเร็วเกือบแสง.
ผู้นำด้านการศึกษา Ryan Tanner ซึ่งเป็น postdoc ในห้องทดลองดาราศาสตร์ฟิสิกส์รังสีเอกซ์ของ NASA Goddard กล่าวว่า “เมื่อไอพ่นและลมไหลออกมาจากนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (AGN) พวกมันควบคุมก๊าซในใจกลางดาราจักรและส่งผลกระทบต่อสิ่งต่าง ๆ เช่น การก่อตัวของดาว อัตราและวิธีที่ก๊าซผสมกับสภาพแวดล้อมกาแลคซีโดยรอบ”
“การจำลองของเราเน้นไปที่เจ็ตส์ที่มีการศึกษาน้อยและมีความสว่างต่ำ และวิธีที่พวกมันระบุวิวัฒนาการของกาแลคซีต้นสังกัดของพวกมัน”
เข้าสู่การจำลองที่ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ NASA นักวิทยาศาสตร์ใช้มวลรวมของกาแลคซีสมมติที่มีขนาดประมาณเท่าจักรวาล ทางช้างเผือก เพื่อสร้างเงื่อนไขการเริ่มต้นที่สมจริง พวกเขาศึกษากาแลคซีกังหันเช่น NGC 1386, NGC 3079 และ NGC 4945 เพื่อพิจารณาการกระจายก๊าซและคุณลักษณะอื่นๆ ของ AGN
ต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้ปรับเปลี่ยนรหัสอุทกพลศาสตร์ทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์เพื่อสำรวจผลกระทบของไอพ่นและก๊าซที่มีต่อกันในอวกาศ 26,000 ปีแสง หรือประมาณครึ่งหนึ่งของรัศมีทางช้างเผือก จากการจำลองทั้ง 100 ชุด ทีมงานได้เลือก 19 รายการ ซึ่งใช้เวลาหลัก 800,000 ชั่วโมงบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ NCCS Discover เพื่อตีพิมพ์
แทนเนอร์กล่าวว่า “การใช้ทรัพยากรซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ NASA ช่วยให้เราสามารถสำรวจพื้นที่พารามิเตอร์ที่ใหญ่กว่ามาก แทนที่จะต้องใช้ทรัพยากรเพียงเล็กน้อย สิ่งนี้นำไปสู่การเปิดเผยความสัมพันธ์ที่สำคัญที่เราไม่สามารถค้นพบได้ในขอบเขตที่จำกัดกว่านี้”
การจำลองได้เปิดเผยคุณสมบัติที่สำคัญสองประการของไอพ่นที่มีความสว่างต่ำ:
- พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับกาแลคซีแม่ของมันมากกว่าไอพ่นความสว่างสูง
- ทั้งสองส่งผลกระทบและได้รับผลกระทบจากสื่อระหว่างดาวภายในดาราจักร ทำให้เกิดรูปร่างที่หลากหลายมากกว่าไอพ่นที่มีความส่องสว่างสูง
คิมเบอร์ลี วีเวอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในห้องแล็บรังสีเอกซ์ กล่าวว่า, “เราได้สาธิตวิธีการที่ AGN ส่งผลกระทบต่อกาแลคซีของมันและสร้างลักษณะทางกายภาพ เช่น การกระแทกในกาแล็กซีของมัน สื่อระหว่างดวงดาวที่เราสังเกตมาประมาณ 30 ปี ผลลัพธ์เหล่านี้เปรียบเทียบได้ดีกับการสังเกตด้วยแสงและการเอ็กซ์เรย์ ฉันรู้สึกประหลาดใจที่ทฤษฎีนี้ตรงกับข้อสังเกตและตอบคำถามที่มีมายาวนานเกี่ยวกับ AGN ที่ฉันศึกษาตอนเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา เช่น NGC 1386 ได้ดีเพียงใด และตอนนี้เราสามารถขยายไปสู่กลุ่มตัวอย่างที่ใหญ่ขึ้นได้”
การอ้างอิงวารสาร:
- Ryan Tanner และคณะ การจำลองสัณฐานวิทยาและเนื้อหาของกาแลกติกไหลออกที่ขับเคลื่อนด้วย AGN วารสารดาราศาสตร์ (2022). ดอย: 10.3847/1538-3881/ac4d23
