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Des scientifiques de la NASA ont simulé des trous noirs sur un supercalculateur

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Scientifiques du Goddard Space Flight Center NASA mené une centaine de simulations complexes, étudiant des jets - des faisceaux étroits de particules énergétiques qui s'envolent de supermassifs trous noirs à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Les trous noirs supermassifs se trouvent au centre des galaxies formant des étoiles comme notre Voie lactée et peuvent peser des millions et des milliards de fois la masse du Soleil.

Les scientifiques ont utilisé un supercalculateur pour effectuer des simulations extrêmement complexes Découvrez au Centre de modélisation climatique de la NASA. Au fur et à mesure que les jets et les vents sortent de ces noyaux galactiques actifs, ils "ont un effet sur le gaz au centre de la galaxie, sur des choses comme le taux de formation d'étoiles et la façon dont le gaz se mélange avec le milieu galactique environnant", explique l'étude chef Ryan Tanner. Peut-être accélèrent-ils ou, au contraire, ralentissent-ils le processus de formation des étoiles.

Trou noir à 2022cmc

"Pour nos simulations, nous nous sommes concentrés sur les jets à faible luminosité les moins étudiés et sur la manière dont ils déterminent l'évolution de leurs galaxies", a déclaré Tanner. Des preuves observationnelles de jets et d'autres écoulements de noyaux galactiques actifs ont d'abord été obtenues avec des radiotélescopes et plus tard avec des télescopes à rayons X NASA que ESA. Au cours des 30 à 40 dernières années, les astronomes ont reconstitué une explication de leur origine en combinant des observations optiques, radio, ultraviolettes et de rayons X.

Découvrez

"Les jets à haute luminosité sont plus faciles à trouver car ils créent des structures massives qui peuvent être vues avec des observations radio", a expliqué Tanner. - Les jets à faible luminosité sont difficiles à étudier à l'aide d'observations, de sorte que la communauté astronomique les connaît moins bien.

Avec l'astrophysicien Kim Weaver, ils ont créé un modèle sur un superordinateur NASA et pour des conditions de départ réalistes, la masse totale d'une galaxie hypothétique de la taille de la Voie lactée a été utilisée. Pour la distribution du gaz et d'autres propriétés du noyau galactique, ils se sont concentrés sur les indicateurs des galaxies spirales NGC 1386, NGC 3079 et NGC 4945.

Jet de trou noir

À l'aide du code Athena, Tanner a étudié l'impact des jets et du gaz les uns sur les autres à 26 800 années-lumière, une distance qui correspond à environ la moitié du rayon de la Voie lactée. La simulation a nécessité XNUMX XNUMX heures de temps de calcul sur le supercalculateur Discover. Ils démontrent que les noyaux galactiques influencent fortement les galaxies hôtes. Les couleurs bleu-vert au centre sont la galaxie elle-même et le violet est le jet.

"Pouvoir utiliser les ressources de supercalcul de la NASA nous a permis d'explorer un espace de paramètres beaucoup plus large", a déclaré Tanner. - Cela a conduit à la découverte de relations importantes que nous n'aurions pas pu découvrir si nous avions eu des opportunités limitées."‎.

"Nous avons démontré une méthode par laquelle un noyau galactique actif affecte sa galaxie hôte", a déclaré le co-auteur de l'étude, Kim Weaver. – Ces résultats sont en bon accord avec les observations optiques et radiologiques. J'ai été surpris de voir à quel point la théorie correspondait aux observations et répondait à des questions de longue date sur les noyaux galactiques que j'ai étudiées à l'université, comme dans la galaxie NGC 1386."

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