Een onderzoeker van de University of Wyoming speelde een sleutelrol in een onderzoek dat suggereert dat een nieuw ontwikkeld computermodel de diversiteit van quasar brede emissielijngebieden nauwkeuriger kan verklaren. dat zijn de wolken van hete, geïoniseerd gas dat de superzware zwarte gaten omringt die zich voeden in de centra van sterrenstelsels.

"We proberen meer gedetailleerde vragen te krijgen over spectrale brede lijnregio's die ons helpen de massa van het zwarte gat te diagnosticeren, " zegt Michael Brotherton, een UW-hoogleraar bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde. "Mensen weten niet waar deze brede emissielijnregio's vandaan komen of wat de aard van dit gas is."

De nieuwe studie, getiteld "Getijde verstoorde stoffige klonten als de oorsprong van brede emissielijnen in actieve galactische kernen, " werd eerder deze maand gepubliceerd in Natuurastronomie , een maandelijkse, alleen online, multidisciplinair tijdschrift dat het belangrijkste onderzoek publiceert, recensie en commentaar op het snijvlak van astronomie, astrofysica en planetaire wetenschap.

Jian Min Wang, van de Chinese Academie van Wetenschappen, was de hoofdauteur van de krant. Andere bijdragende auteurs waren van Key Laboratory for Particle Astrophysics Institute of High Energy Physics, Nationale Astronomische Observatoria van China en de School of Astronomy of Space Science, allemaal aan de Chinese Academie van Wetenschappen; en de School of Astronomy and Space Science aan de Nanjing University in Nanjing, China.

Brotherton zegt dat de meeste huidige computermodellen kijken naar symmetrische lijnen in het spectrale brede emissielijngebied in actieve galactische kernen (AGN), overwegende dat het nieuwe model dat hij hielp ontwikkelen naar echte lijnen kijkt, die vaak asymmetrisch zijn.

"We zien en proberen een dieper begrip te krijgen van het brede emissielijngebied, waar het vandaan komt, de structuur ervan en hoe het kan leiden tot een beter begrip van quasars zelf, " zegt hij. "Ons model probeert het volledige scala aan quasars te verklaren, " die Brotherton met humor beschrijft als "de vuurspuwende, vleermuisvleugel, vampier regenboog zebra eenhoorns van astrologische verschijnselen."

De zwaartekracht van het zwarte gat versnelt het omringende gas van deze quasars tot extreem hoge snelheden, Broeder legt uit. Het gas warmt op en beurtelings, overtreft de hele omringende melkweg.

"Mensen denken, 'Het is een zwart gat. Waarom is het zo helder?' Een zwart gat is nog steeds donker, "zegt hij. "De schijven bereiken zulke hoge temperaturen dat ze straling uitstralen over het elektromagnetische spectrum, waaronder gammastraling, Röntgenstralen, UV, infrarood en radiogolven. Het zwarte gat en het omringende gas waarmee het zwarte gat zich voedt, is brandstof die de quasar aanzet."

de gassen, als piekerige vuren, doof kleuren van licht, beschreven door Brotherton als vergelijkbaar met "gigantische neonreclames in de ruimte." De gassen verplaatsen zich met duizenden kilometers per seconde, met de blauw verschoven gassen die naar ons toe bewegen en de rood verschoven gassen die van ons weg bewegen. Dit effect verbreedt de lijnen, maar maakt de gassen niet echt rood of blauw, hij zegt.

In het brede emissielijngebied, die afzonderlijke kleuren worden een spiraal van kleuren, een maat voor de snelheid van omringende stofwolken.

Het model bevat wat Brotherton 'een zwermende donut van stoffig gas' noemt. Stofwolken of klonten zitten in deze donut die de quasarschijven omringt.

"Wat wij voorstellen dat er gebeurt, is dat deze stoffige klonten bewegen. Sommige botsen tegen elkaar en smelten samen, en verander de snelheid, "zegt hij. "Misschien verhuizen ze naar de quasar, waar het zwarte gat leeft. Sommige bosjes komen binnen vanuit het brede lijngebied. Sommigen worden eruit gegooid."

Het onderzoek werd ondersteund door het National Key Programme for Science and Technology Research and Development, en het Key Research Program of Frontier Sciences aan de Chinese Academie van Wetenschappen.

"Het is een belangrijke eerste stap voorwaarts om te kijken naar deze emissielijnen die de massa van het zwarte gat vormen, ' zegt Broeder.