Вчені Центру космічних польотів імені Ґоддарда NASA провели сотню складних симуляцій, досліджуючи струмені – вузькі пучки енергійних частинок, які вилітають з надмасивних чорних дір зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Надмасивні чорні діри знаходяться в центрах галактик з активним зореутворенням, як-от наш Чумацький Шлях, і можуть важити в мільйони й мільярди разів більше за масу Сонця.
Для виконання надскладних симуляцій вчені використовували суперкомп’ютер Discover в Центрі моделювання клімату NASA. Оскільки струмені та вітри витікають з цих активних галактичних ядер, вони «мають вплив на газ в центрі галактики, на такі речі, як швидкість зореутворення і те, як газ змішується з навколишнім галактичним середовищем», – каже керівник дослідження Раян Таннер. Можливо, вони прискорюють або, навпаки, сповільнюють процес зореутворення.
«Для нашого моделювання ми зосередилися на менш вивчених струменях низької світності та на тому, як вони визначають еволюцію своїх галактик», – сказав Таннер. Спостережні докази наявності струменів та інших витоків з активних галактичних ядер спочатку були отримані за допомогою радіотелескопів, а пізніше – завдяки рентгенівським телескопам NASA та ESA. За останні 30-40 років астрономи зібрали докупи пояснення їхнього походження, поєднавши оптичні, радіо-, ультрафіолетові та рентгенівські спостереження.
«Струмені високої світності легше знайти, тому що вони створюють масивні структури, які можна побачити завдяки радіоспостереженням, – пояснив Таннер. – Струмені низької світності складно вивчати за допомогою спостережень, тому астрономічна спільнота не так добре на них знається».
Разом з астрофізиком Кім Вівер вони створювали модель на суперкомп’ютері NASA і для реалістичних стартових умов використовували загальну масу гіпотетичної галактики розміром з Чумацький Шлях. Для розподілу газу та інших властивостей галактичного ядра вони орієнтувалися на показники спіральних галактик NGC 1386, NGC 3079 і NGC 4945.
Таннер за допомогою кода Athena досліджував вплив струменів і газу один на одного через 26 тис. світлових років, і ця відстань становить близько половини радіуса Чумацького Шляху. На симуляції пішло 800 тис. годин обчислювального часу на суперкомп’ютері Discover. Вони демонструють, що галактичні ядра сильно впливають на господарські галактики. Синьо-зелені кольори в центрі – це сама галактика, а фіолетовий – це струмінь.
«Можливість використовувати суперкомп’ютерні ресурси NASA дозволила нам дослідити набагато більший простір параметрів, – сказав Таннер. – Це призвело до виявлення важливих взаємозв’язків, які ми не змогли б виявити, якби у нас були обмежені можливості».
«Ми продемонстрували метод, за допомогою якого активне галактичне ядро впливає на свою галактику, – заявила співавторка дослідження Кім Вівер. – Ці результати добре узгоджуються з оптичними та рентгенівськими спостереженнями. Я була здивована тим, наскільки добре теорія відповідає спостереженням і відповідає на давні питання про галактичні ядра, які я вивчала в аспірантурі, наприклад, у галактиці NGC 1386».
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також: