Simulazioni condotte da ricercatori dell’Università della California, Santa Cruz, e dell’Università della California, Berkeley, hanno scoperto che tali collisioni possono avere un impatto significativo sul gas caldo e sul materiale polveroso che circondano i buchi neri supermassicci, alterando le condizioni nelle regioni in cui si trovano i buchi neri supermassicci. nascono nuove stelle. I risultati delle simulazioni del gruppo di ricerca saranno pubblicati su The Astrophysics Journal.
"Siamo particolarmente interessati a cosa succede al gas quando una stella interagisce con un buco nero supermassiccio", ha detto Ryan Pfeifle, Ph.D. candidato alla UC Santa Cruz e primo autore dell'articolo. “Se si riesce a imprimere una quantità sufficiente di gas su una traiettoria specifica, questo può cadere direttamente sul buco nero, provocando una rapida crescita e la formazione di “nuclei galattici attivi”, dove copiose quantità di radiazioni e getti di plasma vengono espulsi dall’ambiente circostante. il buco nero. Comprendere i dettagli di questo processo è uno degli obiettivi principali di questo lavoro”.
I buchi neri supermassicci sono presenti al centro di quasi tutte le galassie, e quelli che accumulano attivamente gas dall’ambiente circostante sono conosciuti come nuclei galattici attivi, tra gli oggetti più luminosi ed energetici dell’universo. Un modo per far crescere questi buchi neri è attraverso le collisioni con le stelle, che possono essere attirate dall’immensa attrazione gravitazionale e distese dalle forze di marea.
Le simulazioni dei ricercatori rivelano i percorsi dettagliati attraverso i quali il gas nei centri delle galassie perde energia, si raffredda e cade verso il buco nero. Questo gas potrebbe provenire dalle stelle che il buco nero ha distrutto o dalla galassia stessa. Le simulazioni mostrano che il materiale forma flussi che scorrono lungo percorsi specifici, chiamati “coni di perdita”, che conducono direttamente verso il buco nero.
"Il gas che ha abbastanza energia per superare questa potenziale barriera energetica può finire in orbite che diventano sempre più eccentriche, simili alle comete attorno al Sole", ha detto il coautore Enrico Ramirez-Ruiz, professore di astronomia e astrofisica alla UC Santa Cruz. “Queste orbite altamente ellittiche portano il gas abbastanza vicino al buco nero da potervi cadere dentro”.
Le simulazioni mostrano anche che il flusso di gas verso il buco nero può diventare turbolento, come un fiume con molti vortici e disturbi, che possono riscaldare il gas e ridurre la quantità di materiale disponibile per l’accrescimento sul buco nero. Questo feedback potrebbe regolare la crescita dei buchi neri e la luminosità dei nuclei galattici attivi.
I ricercatori intendono eseguire ulteriori simulazioni per esplorare come le proprietà dei buchi neri supermassicci e dell’ambiente circostante influenzano l’efficienza dell’accrescimento e la dinamica dei flussi di gas. Questo lavoro potrebbe aiutare gli astronomi a capire perché alcune galassie hanno buchi neri centrali più attivi di altre e perché la crescita dei buchi neri è legata all’evoluzione delle galassie.
