kozmos.hr
Astronomija

Odgonetavanje zagonetke crnih rupa pomoću superračunalnih simulacija

Kvazar. Izvor: Wikimedia Commons.
objavljeno

U središtima galaksija nalaze se velike crne rupe koje obično sjaje, opskrbljene velikom količinom goriva. Postoje i druge vrste crnih rupa koje miruju milijunima godina, a bude se tek uslijed značajnog priljeva plina. Znanstvenici i dalje nisu u potpunosti sigurni na koji način plin teče kroz svemir, hraneći ove goleme crne rupe.

Crne rupe i nastajanje galaksija

UConn-ov docent za fiziku Daniel Anglés-Alcázar, vodeći autor rada objavljenog u The Astrophysical Journal – bavi se rješavanjem misterija ovih neobičnih svemirskih fenomena pomoću najmodernijih simulacija.

“Supervelike crne rupe igraju ključnu ulogu u evoluciji galaksija, a mi pokušavamo razumjeti kako one nastaju u središtima galaksija”, kaže Anglés-Alcázar. “Ovo je od velike važnost, ne samo zato što su crne rupe zanimljive kao izvori gravitacijskih valova, već zato što moramo shvatiti ulogu crnih rupa kada je u pitanju razvoj galaksija.”

Izvor: Nasa.gov.
Izvor: Nasa.gov.

Anglés-Alcázar, istraživač u Centru za računalnu astrofiziku Instituta Flatiron, kaže da je važno stvoriti dovoljno napredne simulacija kako bi se uzele u obzir brojne sile i čimbenici koji utječu na taj proces.

Nastajanje galaksije počinje s klupkom tamne tvari koje sadrži svu masu i gravitacijski potencijal na tom području. Zvijezde nastaju iz gustog plina, ali neke od njih završe kao ‘hrana’ crnoj rupi, smatra Anglés-Alcázar. Neke crne rupe apsorbiraju velike količine plina, mase 10 puta veće od Sunca ili više, u samo godinu dana.

Simulacije nam pomažu pri razumijevanju kvazara

Supermasivne crne rupe koje rastu pri velikoj brzini, nazivamo kvazarima”, tvrdi Anglés-Alcázar. “One mogu imati masu i do milijardu puta veću od Sunca te mogu zasjeniti sve ostalo u galaksiji. Izgled kvazara ovisi o količini plina kojeg dobivaju.”

Nove simulacije približavaju nam kvazare i pokazuju kako gravitacijske sile zvijezda mogu destabilizirati i potaknuti dovoljan priljev plina za napajanje svjetlećeg kvazara.

Model je vrlo složen i potrebno je uzeti u obzir brojne faktore koji utječu na evoluciju crnih rupa, tvrdi Anglés-Alcázar. “Ključni događaji poput supernova donose mnogo energije u sustav i to utječe na evoluciju galaksija, stoga moramo ugraditi sve te detalje i fizičke procese kako bismo dobili točnu sliku.“

Izvor: Anglés-Alcázar et al. 2021, ApJ, 917, 53
Izvor: Anglés-Alcázar et al. 2021, ApJ, 917, 53

Super-računala

Nova tehnologija omogućila je znanstvenicima izradu visoko-razlučivih modela koji prate galaktičke tijekove plina u 1000 puta većoj rezoluciji nego što je dosad bilo moguće.

“Drugi modeli mogu prikazati dosta detalja o onome što se događa blizu crnih rupa, ali ne sadrže informacije o ostatku galaksije ili o okolini galaksije. Čini se da je ipak jako važno povezati sve te procese u realnom vremenu i to je motiv za ovu novu studiju.” dodaje Anglés-Alcázar.

Radi svega toga, potrebno je koristi izrazito jaka super-računala.

https://kozmos.hr/velicinu-crne-rupe-mozemo-mjeriti-prema-njezinom-nacinu-ishrane/

“Ovo je prvi put da smo uspjeli stvoriti simulaciju koja može obuhvatiti sve u jednom modelu i preko koje možemo promatrati kako plin teče sve do samog središta galaksije na koju smo fokusirani.” smatra Anglés-Alcázar.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Daniel Anglés-Alcázar et al, Cosmological Simulations of Quasar Fueling to Subparsec Scales Using Lagrangian Hyper-refinement, The Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-4357/ac09e8

Hancock E. (17. kolovoz 2021.), Cracking a mystery of massive black holes and quasars with supercomputer simulations, University of Connecticut, Phys.org (preuzeto 20. kolovoza 2021.)

 

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.