Η προσομοίωση δείχνει πώς οι συγκρούσεις αστεριών τροφοδοτούν μαζικές μαύρες τρύπες
Οι προσομοιώσεις με επικεφαλής τους ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, της Σάντα Κρουζ και του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, του Μπέρκλεϊ, διαπίστωσαν ότι τέτοιες συγκρούσεις μπορούν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στο καυτό αέριο και το σκονισμένο υλικό που περιβάλλουν τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, μεταβάλλοντας τις συνθήκες στις περιοχές όπου γεννιούνται τα νέα αστέρια. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων της ερευνητικής ομάδας έχουν οριστεί να δημοσιευθούν στο The Astrophysics Journal.
"Μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα τι συμβαίνει με το αέριο όταν ένα αστέρι αλληλεπιδρά με μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα", δήλωσε ο Ryan Pfeifle, Ph.D. υποψήφιος στο UC Santa Cruz και ο πρώτος συγγραφέας του εγγράφου. "Εάν μπορεί να τοποθετηθεί αρκετό αέριο σε μια συγκεκριμένη τροχιά, μπορεί να πέσει κατευθείαν στην μαύρη οπή, οδηγώντας σε ταχεία ανάπτυξη και τον σχηματισμό« ενεργών γαλαξιακών πυρήνων », όπου οι άφθονες ποσότητες ακτινοβολίας και αεριωθούμενων πίδακες του πλάσματος εκτοξεύονται από το περιβάλλον της μαύρης τρύπας. Η κατανόηση των λεπτομερειών αυτής της διαδικασίας είναι ένας από τους κύριους στόχους αυτού του έργου. "
Οι υπερβολικές μαύρες τρύπες υπάρχουν στα κέντρα σχεδόν όλων των γαλαξιών και εκείνες που συσσωρεύονται ενεργά αέριο από το περιβάλλον τους είναι γνωστά ως ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες, μεταξύ των πιο φωτεινότερων και πιο ενεργητικών αντικειμένων στο σύμπαν. Ένας τρόπος για να αναπτυχθούν αυτές οι μαύρες τρύπες είναι μέσω συγκρούσεων με αστέρια, τα οποία μπορούν να τραβηχτούν από την τεράστια βαρυτική έλξη και να εκτείνονται από τις παλιρροιακές δυνάμεις.
Οι προσομοιώσεις των ερευνητών αποκαλύπτουν τα λεπτομερή μονοπάτια με τα οποία το αέριο στα κέντρα των γαλαξιών χάνει ενέργεια, ψύχεται και πέφτει προς τη μαύρη τρύπα. Αυτό το αέριο μπορεί να προέρχεται από αστέρια που η μαύρη τρύπα έχει διαταράξει ή από τον ίδιο τον γαλαξία. Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι το υλικό σχηματίζει ρεύματα που ρέουν κατά μήκος συγκεκριμένων διαδρομών, που ονομάζονται "κώνοι απώλειας", που οδηγούν κατευθείαν προς τη μαύρη τρύπα.
"Το αέριο που έχει αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσει αυτό το δυνητικό ενεργειακό εμπόδιο μπορεί να καταλήξει σε τροχιές που γίνονται όλο και πιο εκκεντρικές-παρόμοιες με τους κομήτες γύρω από τον ήλιο", δήλωσε ο συνάδελφος Enrico Ramirez-Ruiz, καθηγητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο UC Santa Cruz. "Αυτές οι εξαιρετικά ελλειπτικές τροχιές φέρνουν το αέριο αρκετά κοντά στη μαύρη τρύπα για να πέσουν."
Οι προσομοιώσεις δείχνουν επίσης ότι το ρεύμα αερίου προς τη μαύρη τρύπα μπορεί να γίνει τυρβώδης, όπως ένας ποταμός με πολλές υδρομασάζ και διαταραχές, οι οποίες μπορούν να θερμαίνουν το αέριο και να μειώσουν την ποσότητα του διαθέσιμου υλικού για αύξηση στη μαύρη οπή. Αυτή η ανατροφοδότηση μπορεί να ρυθμίζει την ανάπτυξη μαύρων οπών και τη φωτεινότητα των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να εκτελούν πρόσθετες προσομοιώσεις για να διερευνήσουν πώς οι ιδιότητες των υπερμεγέθων μαύρων οπών και του περιβάλλοντός τους επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της προσαύξησης και τη δυναμική των ροών αερίου. Αυτό το έργο θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να καταλάβουν γιατί ορισμένοι γαλαξίες έχουν πιο ενεργές κεντρικές μαύρες τρύπες από άλλες και γιατί η ανάπτυξη μαύρων οπών συνδέεται με την εξέλιξη των γαλαξιών.
