NASA の科学者がスーパーコンピューターでブラック ホール ジェットを作成

NASA の気候シミュレーション センター (NCCS) を活用して、NASA のゴダード宇宙飛行センターの科学者は 100 のシミュレーションを実行して、超大質量ブラック ホールからほぼ光速で出現するジェット (エネルギー粒子の狭いバンド) を検出しました。 天の川銀河のような活発な星形成銀河の中心に位置するこれらの巨大惑星は、太陽の質量の数百万倍から数十億倍の重さがあります。

これらからジェットと風も流れます 活動銀河核 (AGN)、彼らは「銀河中心のガスを調節し、星形成率やガスが周囲の銀河環境とどのように混合するかなどに影響を与えます」と、NASA X線のポスドク研究者である研究リーダーのライアン・タナーは説明しました。 天体物理学研究室

「私たちのシミュレーションでは、あまり研究されていない低輝度のジェットと、それらがホスト銀河の進化をどのように決定するかに焦点を当てました。」 タナーは言った。 彼は、X 線研究所の天体物理学者であるキンバリー ウィーバーと共同で計算研究を行いました。 天文ジャーナル.

ジェットと他の AGN の流出の観測証拠は、最初に 電波望遠鏡 その後、NASA と欧州宇宙機関の X 線望遠鏡。 過去 30 年から 40 年にわたって、ウィーバーを含む天文学者は、光学、電波、紫外線、および X 線観測を結び付けることによって、それらの起源の説明をまとめてきました (下の次の画像を参照)。

「高輝度ジェットは、電波観測で見ることができる巨大な構造を作成するため、見つけるのが簡単です」とTanner氏は説明しました. 「低輝度のジェットは観測で研究するのが難しいため、天文学コミュニティも理解していません。」

NASA のスーパーコンピューターを利用したシミュレーションに入りましょう。 現実的な開始条件として、Tanner Weaver は、天の川の大きさの仮想銀河の総質量を使用しました。 他の活動銀河核のガス分布と特性について、彼らは渦巻きに注目した 銀河 NGC 1386、NGC 3079、NGC 4945 など。

Tanner は Athena Hydro 天体物理学コードを修正して、天の川銀河の半径の約半分である 26,000 光年の空間でジェットとガスが互いに及ぼす影響を調査しました。 100 のシミュレーションの完全なセットから、チームは 19 を選択し、NCCS Discover スーパーコンピューターで 800,000 ベース時間を消費しました。

「NASA​​ のスーパーコンピューティング リソースを使用できるようになったことで、より控えめなリソースを使用する必要があった場合よりも、はるかに大きなパラメーター空間を探索できるようになりました」と Tanner 氏は述べています。 「これにより、限られた規模では検出できなかった重要な関係が明らかになりました。」

シミュレーションにより、低輝度面の 2 つの主な特徴が明らかになりました。

• それらは、高輝度ジェットよりもはるかにホスト銀河と相互作用します。
• どちらも銀河内の星間物質に影響を与え、影響を受けているため、発光体よりも形状の多様性が大きくなっています。 飛行機.

「私たちは、AGN が銀河に影響を与え、銀河を作り出す方法を実証しました。 物理的特性での衝撃など 星間媒体、約 30 年前に気づいた」とウィーバー氏は語った。 これらの結果は、目視および X 線観測とよく比較されます。 この理論が観測とうまく一致し、NGC 1386 など、大学院生として研究した生きた細胞核についての長年の疑問に答えていることに驚きました。 これで、より大きなサンプルに拡張できます。 ”