Kwazary i supermasywne czarne dziury mają swoje tajemnice, ale symulacje pomagają je wyjaśniać

astronomia

Droga Mleczna i inne galaktyki zawierają w swoich centrach supermasywne czarne dziury, których aktywność jest możliwa dzięki dostępowi do pokładów gazu. Nie jest jednak do końca jasne, w jaki sposób ten gaz przemieszcza się po wszechświecie, by ostatecznie skończyć wewnątrz czarnych dziur.

Na łamach The Astrophysical Journal ukazał się artykuł, który opisuje, jak symulacje komputerowe umożliwiają wyjaśnianie tego typu kwestii. Daniel Anglés-Alcázar, będący głównym autorem nowych badań, przyznaje, że najważniejszym zadaniem było stworzenie modeli wystarczająco zaawansowanych, aby uwzględnić wszelkie czynniki odgrywające rolę w zachodzeniu badanych procesów.

Czytaj też: Rekordowo odległy kwazar jest niemal równie stary, co wszechświat

Gwiazdy powstają z gęstego gazu, ale jego pokłady docierają również do centrów galaktyk, gdzie dostarcza „paliwa” czarnym dziurom. Szczególnie interesujące jest to w przypadku większych czarnych dziur, które w ciągu roku przyciągają pokłady gazu o masie dziesięciokrotnie większej od masy Słońca.

Supermasywne czarne dziury występują w centrach galaktyk, wliczając w to Drogę Mleczną

Kiedy supermasywne czarne dziury rosną bardzo szybko, nazywamy je kwazarami. Mogą one mieć masę nawet miliard razy większą od masy Słońca i mogą przyćmić wszystko inne w galaktyce. Wygląd kwazarów zależy od tego, jak dużo gazu pochłaniają w danym okresie. […] Nasze symulacje uwzględniają wiele kluczowych procesów fizycznych, na przykład hydrodynamikę gazu i to, jak ewoluuje on pod wpływem ciśnienia, grawitacji i sprzężenia zwrotnego ze strony masywnych gwiazd. Potężne zjawiska, takie jak supernowe, emitują dużo energii do otaczającego ośrodka, a to wpływa na to, jak galaktyka ewoluuje, więc musimy uwzględnić wszystkie te szczegóły i procesy fizyczne, aby uchwycić dokładny obraz.

Daniel Anglés-Alcázar, główny autor badania

Czytaj też: Nowa metoda pomoże określić, jakich rozmiarów jest czarna dziura

Jak dodaje naukowiec, kolejne badania dotyczące galaktyk i masywnych czarnych dziur powinny zapewnić kompletny obraz sytuacji i opisać zróżnicowane mechanizmy. Pomogą w tym obecnie stosowane oraz nadchodzące superkomputery. Składają się one z setek procesorów działających równolegle, umożliwiając wykonywanie zaawansowanych obliczeń.