Astronomii au dezvăluit secretele găurilor negre masive și ale quasarilor

Noua descoperire ne permite să aruncăm o nouă privire asupra evoluției galaxiilor.

În centrul galaxiilor se află găuri negre masive înconjurate de un ochi care se rotește. Unele dintre ele strălucesc puternic, avînd o sursă constantă de combustibil, în timp ce altele sînt inactive foarte mult timp, apoi brusc se trezesc. Astronomii încă nu găsesc răspunsul la întrebarea cum fluxurile de gaze se deplasează prin univers, alimentînd aceste găuri negre masive.

Profesorul asociat de fizică la Universitatea din Connecticut, Daniel Angles-Alcazar, autorul principal al unei lucrări publicate recent în Astrophysical Journal, răspunde la cîteva întrebări legate de aceste trăsături masive și misterioase ale universului folosind modele noi, mai puternice.

"Găurile negre supermasive joacă un rol-cheie în evoluția galaxiilor și noi încercăm să înțelegem cum cresc în centrele galaxiilor. Acest lucru este foarte important nu numai pentru că găurile negre în sine sunt obiecte foarte interesante, ca surse de unde gravitaționale și tot felul de lucruri interesante, ci și pentru că trebuie să înțelegem cum evoluează galaxiile", spune Angles-Alcazar.

Formarea unei galaxii, potrivit lui Angles -Alcazar, începe cu un halou de materie întunecată care domină masa și potențialul gravitațional din această zonă și începe să atragă gaze din împrejurimile sale. Stelele se formează din gaz dens, dar unele dintre ele trebuie să ajungă în centrul galaxiei pentru a "hrăni" gaura neagră. Cu toate acestea, nu este clar cum ajunge tot acest gaz acolo?

"Cînd găurile negre supermasive cresc foarte repede, le numim quasari. Ei pot avea o masă de un miliard de ori mai mare decît masa Soarelui și pot eclipsa totul din galaxie. Exteriorul quasarilor depinde de cantitatea de gaz", a spus el.

Noua simulare oferă o perspectivă cheie asupra naturii quasarilor, arătând că forțele gravitaționale puternice ale stelelor pot distorsiona și destabiliza gazul la diferită amploare și pot controla afluxul de gaz suficient pentru a alimenta un quasar luminos în perioada de vîrf al activității galactice. Vizualizînd această serie de evenimente, este ușor de văzut complexitatea modelării lor.

Angles-Alcazar spune că trebuie de luat în considerare multe componente care afectează evoluția găurii negre.

"Modelarea noastră include multe procese fizice cheie, de exemplu, hidrodinamica gazului și modul în care se dezvoltă sub influența forțelor de presiune, gravitației și legăturii inverse de la stele masive. Evenimentele puternice, cum ar fi supernovele, eliberează multă energie în mediul înconjurător și acest lucru afectează dezvoltarea galaxiei, așa că noi trebuie să includem toate aceste detalii și procese fizice pentru a obține o imagine exactă", a adăugat el.
În baza lucrărilor anterioare ale proiectului FIRE ("Legătura inversă în mediul realist"), Angles-Alcazar explică o nouă tehnică care crește semnificativ rezoluția modelului și permite urmărirea gazului care se deplasează prin galaxie cu o rezoluție mai puternică decît a fost disponibilă anterior.

"Alte modele vă pot arăta o mulțime de detalii despre ce se întîmplă în imediata vecinătate a unei găuri negre, dar nu conțin informații despre ce face restul galaxiei sau, cu atît mai mult, despre ce face mediul din jurul galaxiei. Se pare că este foarte important să unim toate aceste procese concomitent, și aici în ajutor vine un nou studiu", a adăugat omul de știință.

"Pentru studiile viitoare ale populațiilor statistice mari de galaxii și găuri negre masive, trebuie să înțelegem imaginea completă și mecanismele fizice de bază pentru cît mai multe condiții diferite. Acesta este doar începutul studierii tuturor acestor procese diferite care explică modul în care găurile negre se pot forma și crește", spune Angles-Alcazar.