science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wanneer sterrenstelsels botsen:modellen suggereren dat galactische botsingen enorme zwarte gaten kunnen verhongeren

Visualisaties van het dynamische model dat twee verschillende scenario's simuleert. De bovenste rij toont een botsing die de kernactiviteit vermindert, de onderste rij toont een botsing die de kernactiviteit vergroot. Krediet:© 2021 Miki et al.

Eerder werd gedacht dat botsingen tussen sterrenstelsels noodzakelijkerwijs zouden bijdragen aan de activiteit van de massieve zwarte gaten in hun centra. Echter, onderzoekers hebben de meest nauwkeurige simulaties van een reeks botsingsscenario's uitgevoerd en hebben ontdekt dat sommige botsingen de activiteit van hun centrale zwarte gaten kunnen verminderen. De reden is dat bepaalde frontale botsingen in feite de galactische kernen van de materie kunnen opruimen die anders de zwarte gaten in zich zouden voeden.

Gigantische fenomenen zoals de botsing van sterrenstelsels worden vaak beschouwd als een kosmische ramp, met sterren die crashen en exploderen, en vernietiging op epische schaal. Maar eigenlijk, het is dichter bij een paar wolken die samenkomen, meestal een grotere die een kleinere absorbeert. Het is onwaarschijnlijk dat sterren in hen zelf zouden botsen. Maar dat gezegd hebbende, wanneer sterrenstelsels botsen, de gevolgen kunnen enorm zijn.

Sterrenstelsels botsen op verschillende manieren. Soms zal een klein sterrenstelsel botsen met het buitenste deel van een groter sterrenstelsel en er doorheen gaan of samensmelten, in elk geval, onderweg veel sterren uitgewisseld. Maar sterrenstelsels kunnen ook frontaal botsen, waarbij de kleinste van de twee wordt verscheurd door overweldigende getijdenkrachten van de grotere. In dit scenario kan er iets interessants gebeuren in de galactische kern.

"In het hart van de meeste sterrenstelsels bevindt zich een enorm zwart gat, of MBH, "Zei onderzoeksmedewerker Yohei Miki van de Universiteit van Tokio. "Zolang astronomen galactische botsingen hebben onderzocht, er is aangenomen dat een botsing altijd brandstof zou leveren voor een MBH in de vorm van materie in de kern. En dat deze brandstof de MBH zou voeden, zijn activiteit aanzienlijk vergroten, die we onder andere zouden zien als ultraviolet en röntgenlicht. Echter, we hebben nu goede redenen om te geloven dat deze opeenvolging van gebeurtenissen niet onvermijdelijk is en dat in feite soms precies het tegenovergestelde waar kan zijn."

Visualisaties van het dynamische model dat een botsing simuleert die de kernactiviteit vergroot. Krediet:© 2021 Miki et al.

Het lijkt logisch dat een galactische botsing de activiteit van een MBH alleen maar zou verhogen, maar Miki en zijn team waren nieuwsgierig om dit idee te testen. Ze construeerden zeer gedetailleerde modellen van galactische botsingsscenario's en lieten ze draaien op supercomputers. Het team was verheugd te zien dat in sommige omstandigheden, een binnenkomend klein sterrenstelsel zou de materie rond de MBH van het grotere kunnen wegnemen. Dit zou de activiteit verminderen in plaats van verhogen.

"We hebben de dynamische evolutie berekend van de gasvormige materie die de MBH omringt in een torus, of donut, vorm, " zei Miki. "Als het binnenkomende sterrenstelsel deze torus versnelde tot boven een bepaalde drempel bepaald door eigenschappen van de MBH, dan zou de zaak worden uitgeworpen en zou de MBH uitgehongerd zijn. Deze gebeurtenissen kunnen wel een miljoen jaar duren, hoewel we nog steeds niet zeker weten hoe lang de onderdrukking van MBH-activiteit kan duren."

Artistieke impressie van gas dat wordt weggetrokken uit een galactische kern. Krediet:© 2021 Miki et al.

Dit onderzoek zou ons kunnen helpen de evolutie van onze eigen Melkweg te begrijpen. Astronomen zijn ervan overtuigd dat onze melkweg al eerder met veel kleinere is gebotst.

De studie is gepubliceerd in Natuurastronomie .