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    la geometria dei dischi di accrescimento del buco nero nucleare

    Un'immagine Hubble della galassia Circinus con il suo nucleo galattico attivo (AGN). Gli astronomi hanno misurato le dimensioni delle regioni in accrescimento attorno ai buchi neri supermassicci in quattro AGN distanti utilizzando tecniche di mappatura del riverbero. Credito:NASA, Andrew S. Wilson U.Maryland; Patrick L. Shopbell CIT; Chris Simpson Subaru; Thaisa Storchi-Bergmann e F.K.B. Barbosa, UFRG, Brasile; e Martin J. Ward, U. Leicester

    Buchi neri supermassicci con milioni o addirittura miliardi di masse solari di materiale si trovano nei nuclei della maggior parte delle galassie, compresa la nostra Via Lattea. Un toroide di polvere e gas orbita attorno al buco nero (almeno secondo la maggior parte delle teorie) e si irradia nella luce ultravioletta quando il materiale che cade verso il buco nero riscalda il disco a milioni di gradi. Il processo di accrescimento può anche alimentare l'espulsione di getti di particelle cariche in rapido movimento. Questi buchi neri supermassicci nelle galassie che si accrescono attivamente sono chiamati nuclei galattici attivi (AGN).

    Gli astronomi che modellano i processi fisici in una di queste enormi dinamo iniziano con i movimenti del gas e la geometria della regione. I movimenti del gas possono essere misurati direttamente dalle linee di emissione nel gas, tipicamente righe ottiche di idrogeno che vengono eccitate dalla radiazione UV. Per quanto riguarda la geometria, semplici calcoli stimano che il raggio del gas che emette linee dovrebbe essere di poche migliaia di unità astronomiche (una UA è la distanza media della Terra dal Sole). Poiché la maggior parte degli AGN è troppo lontana per poter misurare dimensioni così piccole, gli astronomi si sono affidati alla tecnica della "mappatura del riverbero". La radiazione dal disco di accrescimento è altamente variabile. Dal momento che l'uv impiega tempo per viaggiare dal disco di accrescimento vicino al buco nero verso il gas che emette linee, c'è un ritardo tra un evento visto nel continuo e poi nelle righe dell'idrogeno

    L'astronoma CfA Anna Pancoast e un team di suoi colleghi hanno analizzato i dati di mappatura del riverbero di quattro AGN per studiarne le geometrie e, in particolare, il volume di gas caldo noto per i suoi rapidi movimenti, la cosiddetta regione delle righe larghe perché le righe spettrali hanno larghezze corrispondenti fino a tremila chilometri al secondo. Gli scienziati trovano la geometria di questo gas, almeno in questi quattro AGN, è ben descritto come proveniente da dischi spessi visti quasi di fronte, con raggi medi da circa 1600 AU a 4000 AU, e ciascuno con un buco nero la cui massa è di circa settanta milioni di masse solari (con una precisione stimata per ciascuno di circa il 50%). Il nuovo lavoro ha avuto successo nel modellare le osservazioni e ha quasi raddoppiato la dimensione del campione AGN modellato con questa tecnica. Il campione è ancora piccolo, però, e ulteriori osservazioni sono in programma.


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