Kara delikler milyonlarca ışık yılını sürdüren güçlü jetler çıkarıyor. Tüm yaşam döngülerini anlamaya çalışıyoruz

Neredeyse her büyük galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik var – bizimki de dahil olmak üzere Samanyolu (buna denir Yay A*). Süper kütleli kara delikler evrendeki en yoğun nesnelerdir, kitleler güneşin milyarlarca katına ulaşır.

Bazen bir galaksinin süper kütleli kara deliği, büyük olasılıkla komşu bir galaksiden sağlanan ani bir gaz ve toz akışı nedeniyle “uyanır”. Yakınlarda çok sayıda gaz ve toz yemeye başlar. Bu sakin, yavaş veya pasif bir süreç değil. Kara delik malzemeyi çektikçe, malzeme, güneşimizin yüzey sıcaklığından çok daha sıcak olan milyonlarca dereceden bir ölçekte aşırı ısıtılır ve galaxy’den yakın hızlarda çıkarılır. Bu, kozmostan çeşmeler gibi görünen güçlü jetler yaratır.

Hızlandırılmış yüksek hızlı plazma maddesi, bu “çeşmeleri” sadece çok güçlü radyo teleskopları tarafından tespit edilebilen radyo sinyalleri yaymaya iter. Bu onlara adını verir: radyo galaksileri. Kara delikler yaygın olsa da, radyo galaksileri değildir. Tüm galaksilerin sadece% 10 ila% 20’si Bu fenomeni sergileyin.

Dev radyo galaksileri daha az yaygındır. Tüm radyo galaksilerinin sadece% 5’ini oluşturuyorlar ve isimlerini muazzam mesafelere ulaştıklarından alıyorlar. Bazı Radyo Galaksileri Jetleri Yaklaşık 16 milyon ışık yılı. (Samanyolu ve Andromeda Galaxy arasındaki mesafenin neredeyse altı katı.) Keşfedilen en büyük jet Yaklaşık 22 milyon ışık yılı kapsıyor.

Fakat bu yapılar bu kadar muazzam mesafeleri nasıl kapsıyor? Öğrenmek için, kullandık Modern süper bilgisayarlar, bir sahte evrende dev kozmik jetlerin davranışını simüle eden modeller geliştirmek için, kozmosu yöneten temel fiziksel yasalar temelinde inşa edilir.

Bu, radyo jetlerinin yüz milyonlarca yıl boyunca nasıl yayıldığını gözlemlememizi sağladı – doğrudan gerçek evrende izlenmesi imkansız bir süreç. Bu sofistike simülasyonlar, radyo galaksilerinin yaşam döngüsü hakkında daha derin bilgiler sağlar ve erken, kompakt aşamaları ve daha sonraki geniş formları arasındaki farkları vurgular.

Radyo galaksilerinin evrimini anlamak, evreni şekillendiren daha geniş süreçleri çözmemize yardımcı olur.

Süper bilgisayar

En son teknoloji bu çalışmanın anahtarıydı.

Güney Afrika’nın Meerkat ve gibi birinci sınıf radyo teleskoplarından hassas gözlemler ve Lofar Hollanda son zamanlarda birkaç kozmik çeşme keşifine yol açtı.

Ancak, kökenlerini modellemek zor olmuştur. Milyonlarca yıl boyunca olayları izlemek gerçek zamanlı olarak imkansızdır.

Süper bilgisayarlar burada devreye giriyor. Bu yüksek performanslı bilgi işlem sistemleri, büyük miktarda veri işlemek için tasarlanmıştır. İnanılmaz hızlarda karmaşık simülasyonlar yapabilirler. Bu çalışmada, güçleri milyonlarca yıl boyunca dev radyo jetlerinin evrimini modellemek için çok önemliydi.

Gerekli süper hesaplama gücü, Güney Afrika’nın Üniversiteler Arası Veri Astronomi EnstitüsüPretoria Üniversitesi, Cape Town Üniversitesi ve Western Cape Üniversitesi’nden oluşan bir ağ.

Evrenimiz, matematiksel formüllerle tanımlanabilen yerçekimi gibi temel güçler tarafından yönetilir. Bu formüller, esasen sayılar, gerçek kozmosla aynı fiziksel yasaları izleyen simüle edilmiş bir “sahte evren” oluşturmak için süper bilgisayarlara beslenir. Bu, bilim adamlarının süper kütleli kara deliklerden gelen jetlerin zamanla nasıl geliştiğini denemelerini sağlar. Muazzam işleme güçleriyle, süper bilgisayarlar sadece bir ay içinde milyonlarca yıllık kozmik jet evrimini simüle edebilir.

Kilit çıkarımlar

Yerçekimi, evrendeki baskın güçtür, daha ağır maddeyi çeker ve yakındaki daha hafif maddeyi sürükler. Eğer yerçekimi oyunda tek güç olsaydı, evren şimdiye kadar çökmüş olabilir. Yine de galaksilerin, galaksi kümelerinin ve hatta yaşamın geliştiğini görüyoruz. Bu kozmik çeşmelerin bunun nasıl gerçekleştiğinin gizemini çözmede önemli bir rol oynadığından şüpheleniyoruz.

Termal ve mekanik enerjiyi serbest bırakarak, çevredeki çökme gazı ısıtır, yerçekimine karşı koyar ve kozmik yapıları sürdüren bir dengeyi korurlar.

Modellerimiz ayrıca, bazı radyo galaksilerinin jetlerinin neden keskin bir şekilde büküldüğüne, düz bir yörüngeyi takip etmek yerine radyo dalgalarında “X” şekli oluşturduğuna ışık tuttu ve dev çeşmelerin yoğun kozmik ortamlarda (yani bir galaksi kümesinde) büyümeye devam edebileceği koşulları ortaya çıkardı.

Çalışma ayrıca dev radyo galaksilerinin istatistiksel olarak daha önce inanılandan daha yaygın olabileceğini göstermektedir. Potansiyel olarak keşfedilmemiş binlerce dev kozmik çeşme var. Meerkat ve Lofar gibi birinci sınıf teleskoplar ve süper bilgisayarların gücü sayesinde, evrenimizi anlamaya çalışırken keşfetmek için çok daha fazlası var.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır. Konuşma Creative Commons lisansı altında. Oku orijinal makale.