En el centro de la galaxia más grande de nuestro universoagujero negro supermasivo(SMBH) la masa es de millones a miles de millones de veces la masa del sol.Estos gigantes liberan cantidades masivas de energía a medida que consumen gas y polvo que entra lentamente en sus bocas.este esnúcleo galáctico activo(AGN) – alias.Cuásares: a veces pueden enviar chorros de materia ultrarrápidos durante años luz.
Desde que se descubrieron por primera vez, los astrofísicos han sospechado que SMBH juega un papel importante en la formación y evolución de las galaxias.Sin embargo, como resultado, ha habido una investigación considerable sobre cómo estos objetos masivos se formaron y evolucionaron por sí mismos.Recientemente, un equipo de astrofísicos realizó simulaciones de alto rendimiento para determinar exactamente cómoalimentación SMBHY hemos confirmado que los brazos de la galaxia juegan un papel importante.
El estudio que describe su estudio se publicó el 17 de agosto.Uno, paraDiario astrofísico.El equipo fue dirigido por Daniel Anglés-Alcázar, investigador a tiempo completo y profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Connecticut.Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica(Sierra).él se unióClaude André Foucher Ger, profesor asociado de la Universidad Northwestern y miembro de CIERA.
Faucher-Giguère también es un líder del Noroeste.Grupo de formación de galaxias Faucher-Giguère, donde Malcázar era miembro y comenzó el trabajo de simulación.Otros miembros incluyen MIT, Caltech, elCentro Harvard-Smithsonian de Astrofísica(CfA),Instituto de Investigaciones Avanzadas,Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron, varias universidades.
Además de ser increíblemente masivos y poderosos, los SMBH también son conocidos por ser muy apetitosos y pueden consumir 10 veces la masa del Sol en un año.Sin embargo, algunos disfrutan de un suministro constante de gas, mientras que otros han estado inactivos durante millones de años antes de ser despertados por una repentina afluencia de gas.Hasta ahora, los detalles de cómo se suministró el gas a SMBH a través del espacio seguían siendo un misterio durante mucho tiempo.
Para abordar este problema, Anglés-Alcázar y sus colegas crearon las primeras simulaciones lo suficientemente potentes como para simular todos los procesos físicos involucrados.Incluía la constante de Hubble-Lamitr (la tasa de expansión del universo), el entorno a gran escala del universo, la dinámica de fluidos de gas, la retroalimentación de estrellas masivas y la gravedad, todo en un solo modelo.Por Ángeles-Alcázarexplicación:
“Eventos poderosos como las supernovas inyectan mucha energía en el medio circundante, lo que afecta la forma en que evolucionan las galaxias.Por lo tanto, todos estos detalles y procesos físicos deben integrarse para capturar una imagen precisa.Otros modelos pueden decirnos muchos detalles sobre lo que sucede muy cerca de un agujero negro, pero no contienen información sobre lo que está haciendo el resto de la galaxia, ni sobre el entorno que rodea la galaxia. haciendo. .Es muy importante vincular todos estos procesos al mismo tiempo”.
La simulación del equipo esComentarios en un entorno realista“El proyecto (FIRE) crea simulaciones diseñadas para mejorar el poder predictivo de la formación de galaxias.Una de las preguntas candentes que el proyecto busca abordar es la naturaleza de los mecanismos de entrada y salida y de retroalimentación, los cuales son de suma importancia en este estudio.Como Faucher-Giguère explicó recientemente en Northwestern Now,presione soltar:
“La luz que observamos de los cuásares distantes se enciende cuando el gas cae en un agujero negro supermasivo y se calienta en el proceso.Nuestras simulaciones muestran que las estructuras galácticas, como los brazos espirales, usan la gravedad para “frenar” el gas que orbita perpetuamente el centro de la galaxia.Este mecanismo de destrucción hace que el gas caiga en el agujero negro, y el freno o par gravitacional es lo suficientemente potente como para explicar los cuásares que observamos”.
La nueva simulación proporcionó una resolución del modelo significativamente mejorada, y el equipo pudo simular el flujo de gas a través de la Vía Láctea con una precisión 1000 veces mayor.Las simulaciones anteriores han podido modelar el crecimiento de los agujeros negros, pero esta es la primera simulación lo suficientemente poderosa como para explicar de manera integral las numerosas fuerzas y factores que forman parte de la evolución de SMBH.Como Faucher-Giguèreexplicación:
“La existencia misma de agujeros negros supermasivos es muy sorprendente, pero no hay consenso sobre cómo se formaron.La razón por la que los agujeros negros supermasivos son difíciles de explicar es que para formar un agujero negro, se debe empujar una enorme cantidad de materia en un espacio pequeño.¿Cómo puede el universo hacer eso?Hasta ahora, los teóricos han desarrollado una explicación mediante la combinación de diferentes ideas sobre cómo la materia en las galaxias se empaqueta en la millonésima parte más interna del tamaño de una galaxia”.
Con estas nuevas simulaciones, los investigadores finalmente pueden modelar cómo sucede esto.Por ejemplo, los investigadores podrían obtener nuevos conocimientos sobre los orígenes de los SMBH en el centro de la Vía Láctea.Sagitario A*) y en el centroVirgo una supergigante(Messier 87) galaxia: la galaxia que se convirtió en el primer agujero negroser fotografiadoporTelescopio de horizonte de eventos(EHT) 2019.
Además, estas simulaciones brindan una visión poco común de la naturaleza misteriosa de los cuásares que brillan más que galaxias enteras.Alimentando su núcleo y su famosa luminosidad se encuentra un agujero negro supermasivo de rápido crecimiento, cuyos orígenes aún se desconocen.En el futuro, el equipo espera estudiar las poblaciones estadísticamente grandes de galaxias y sus SMBH para ver cómo se forman y crecen en diferentes condiciones.
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