Schema del modello nucleare dell'anello dello starburst. In questo modello, SNe inietta energia e massa in una geometria ad anello, portando a un flusso stazionario che ha una temperatura iniziale all'interno dell'anello di ∼10 7 K, che accelera ad alta velocità quando lascia il volume dell'anello. Per carichi di massa elevati, il vento che emana dall'anello esterno può diventare radiativo e raffreddarsi rapidamente fino a 10 4 K al raggio di raffreddamento, rraffreddare . All'interno del foro dell'anello, lungo l'asse minore, il flusso urta su se stesso, termalizzando la sua energia cinetica e mantenendo alta la temperatura. Quando il flusso caldo emerge dalla regione dell'anello interno, viene collimato dal flusso più freddo circostante. Credito:Le lettere del diario astrofisico (2022). DOI:10.3847/2041-8213/ac86c3
I superventi galattici - grandi deflussi di gas creati da una combinazione di esplosioni di supernovae e venti stellari - sono strettamente collegati alle prime fasi di sviluppo ed evoluzione di una galassia, inclusi aspetti come la sua dimensione, forma e persino quante stelle alla fine la chiameranno casa.
Ma mentre i ricercatori hanno comunemente osservato questi venti, si comprende molto poco del meccanismo che li guida. Gli astronomi hanno a lungo ipotizzato che i venti galattici possano essere guidati da anelli di formazione di stelle nucleari, regioni dello spazio che si formano che contengono un gran numero di stelle. Eppure in un nuovo articolo, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters , i ricercatori sono stati in grado di costruire simulazioni tridimensionali che predicono in modo univoco la morfologia osservata di questi superventi.
Secondo Dustin Nguyen, autore principale dell'articolo e studente laureato in fisica presso la Ohio State University, il loro lavoro mostra che i presupposti geometrici alla base di dove le stelle rilasciano energia sono importanti per comprendere l'evoluzione galattica. La loro ricerca ha scoperto che gli anelli starburst, invece delle sfere, portano a deflussi più simili a ciò che si osserva in natura.
"Si osserva che i nuclei di formazione stellare delle galassie non sono sferici, quindi dovremmo modellarli di conseguenza", ha detto Nguyen.
In precedenza si pensava anche che i buchi neri fossero i principali responsabili del verificarsi di gigantesche bolle di raggi X, poiché le prove dimostrano che esistono sopra e sotto il disco della Via Lattea. Eppure lo studio dei ricercatori evidenzia che gli anelli di formazione di stelle nucleari possono produrre strutture qualitativamente simili. Questo può essere importante perché la Via Lattea ha anche una struttura ad anello chiamata Zona Molecolare Centrale.
Le simulazioni sono state create utilizzando i dati generati da un programma chiamato Cholla, un codice per computer open source che è stato eseguito su alcuni dei più grandi supercomputer del mondo, inclusi quelli dell'Ohio Supercomputer Center, dove hanno creato il modello.
"Trent'anni fa, questo tipo di elaborazione sarebbe stato impossibile, ma non siamo più limitati dalla tecnologia", ha affermato Nguyen. "Ora possiamo studiare strutture più complicate conducendo esperimenti numerici ad alta risoluzione utilizzando codice ottimizzato per il calcolo parallelo".
Sebbene le loro scoperte possano avere implicazioni di lunga data per l'astronomia a raggi X, una branca della scienza che studia gli oggetti celesti rilevando gli alti livelli di radiazioni di raggi X che emettono, Nguyen ha spiegato che il suo modello è più semplice da progettare rispetto ai modelli preesistenti . Durante la progettazione dei parametri della loro simulazione, Nguyen ha scelto di ignorare la fisica aggiuntiva di forze come la gravità e i campi magnetici, ma è stato comunque in grado di generare un modello di come opera un vento galattico.
In futuro, Nguyen ha in programma di ricreare di nuovo le simulazioni, ma con variabili che tengono conto di una fisica più complicata.
"Parla dell'efficacia del nostro lavoro che il modello riproduca molte delle caratteristiche chiave dei venti galattici", ha detto Nguyen. "Ma il passo successivo è aggiungere quella fisica aggiuntiva e vedere cosa cambia". + Esplora ulteriormente
