Un ricercatore dell'Università del Wyoming ha svolto un ruolo chiave in uno studio che suggerisce che un modello informatico di nuova concezione può spiegare in modo più accurato la diversità delle ampie regioni delle linee di emissione del quasar, che sono le nuvole di caldo, gas ionizzato che circondano i buchi neri supermassicci che si alimentano nei centri delle galassie.

"Stiamo cercando di rispondere a domande più dettagliate sulle regioni spettrali a linea larga che ci aiutano a diagnosticare la massa del buco nero, "dice Michael Brotherton, un professore di UW nel Dipartimento di Fisica e Astronomia. "La gente non sa da dove provengano queste ampie regioni della linea di emissione o la natura di questo gas".

Il nuovo studio, intitolato "Cumuli polverosi distrutti dalle maree come origine di ampie linee di emissione nei nuclei galattici attivi, " è stato pubblicato all'inizio di questo mese in Astronomia della natura , un mensile, solo online, rivista multidisciplinare che pubblica le ricerche più significative, rivedere e commentare all'avanguardia dell'astronomia, astrofisica e scienze planetarie.

Jian Min Wang, dell'Accademia cinese delle scienze, era l'autore principale del giornale. Altri autori che hanno contribuito provenivano dal Key Laboratory for Particle Astrophysics Institute of High Energy Physics, Osservatori Astronomici Nazionali della Cina e la Scuola di Astronomia delle Scienze Spaziali, tutti all'Accademia Cinese delle Scienze; e la Scuola di Astronomia e Scienze Spaziali presso l'Università di Nanchino a Nanchino, Cina.

Brotherton afferma che la maggior parte dei modelli di computer attuali osserva le linee simmetriche nella regione della linea di emissione spettrale ampia nei nuclei galattici attivi (AGN), considerando che il nuovo modello che ha contribuito a sviluppare guarda a linee reali, che sono spesso asimmetrici.

"Vediamo e cerchiamo di raggiungere una comprensione più profonda dell'ampia regione della linea di emissione, da dove viene, la sua struttura e come può portare a una migliore comprensione dei quasar stessi, " dice. "Il nostro modello cerca di spiegare l'intera gamma di quasar, " che Brotherton descrive con umorismo come "lo sputafuoco, alato di pipistrello, vampiro arcobaleno zebra unicorni di fenomeni astrologici."

La gravità del buco nero accelera il gas circostante da questi quasar a velocità estremamente elevate, Fratello spiega. Il gas si riscalda e, a sua volta, eclissa l'intera galassia circostante.

"Le persone pensano, 'È un buco nero. Perché è così luminoso?' Un buco nero è ancora buio, " dice. "I dischi raggiungono temperature così elevate che emettono radiazioni attraverso lo spettro elettromagnetico, che include i raggi gamma, raggi X, UV, infrarossi e onde radio. Il buco nero e il gas di accrescimento circostante di cui si nutre il buco nero sono il carburante che accende il quasar".

I gas, come fuochi vaporosi, spegni i colori della luce, descritto da Brotherton come simile a "insegne al neon giganti nello spazio". I gas si muovono a migliaia di chilometri al secondo, con i gas spostati verso il blu che si spostano verso di noi e i gas spostati verso il rosso che si allontanano da noi. Questo effetto allarga le linee ma in realtà non rende i gas rossi o blu, lui dice.

Nella regione dell'ampia linea di emissione, quei colori separati diventano una spirale di colori, una misura della velocità delle nuvole di polvere circostanti.

Il modello include ciò che Brotherton definisce "una ciambella brulicante di gas polveroso". Nuvole o grumi polverosi sono contenuti in questa ciambella che circonda i dischi di quasar.

"Quello che proponiamo che accada è che questi ammassi polverosi si stanno muovendo. Alcuni si scontrano l'uno con l'altro e si fondono, e cambia velocità, " dice. "Forse si trasferiscono nel quasar, dove vive il buco nero. Alcuni dei ciuffi ruotano dalla regione a linea larga. Alcuni vengono cacciati".

La ricerca è stata sostenuta dal National Key Program for Science and Technology Research and Development, e il programma di ricerca chiave delle scienze di frontiera presso l'Accademia cinese delle scienze.

"È un primo importante passo avanti nell'osservare queste righe di emissione che formano la massa del buco nero, "dice Fratello.