Galactische superwinden - grote uitstroom van gas gecreëerd door een combinatie van supernova-explosies en stellaire winden - zijn nauw verbonden met de vroegste ontwikkelings- en evolutiestadia van een melkwegstelsel, inclusief aspecten zoals de grootte, vorm en zelfs hoeveel sterren het uiteindelijk naar huis zullen noemen.

Maar hoewel onderzoekers deze winden vaak hebben waargenomen, is er heel weinig bekend over het mechanisme dat ze aandrijft. Astronomen hebben lang gespeculeerd dat galactische winden kunnen worden aangedreven door nucleaire stervormende ringen, gebieden in de ruimte die een groot aantal sterren bevatten. Maar toch in een nieuw artikel, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters , konden onderzoekers driedimensionale simulaties construeren die op unieke wijze de waargenomen morfologie van deze superwinden voorspellen.

Volgens Dustin Nguyen, hoofdauteur van het artikel en een afgestudeerde student natuurkunde aan de Ohio State University, laat hun werk zien dat de onderliggende geometrische veronderstellingen van waar sterren energie vrijgeven belangrijk zijn voor het begrijpen van galactische evolutie. Uit hun onderzoek bleek dat starburstringen, in plaats van bollen, leiden tot uitstromen die meer lijken op wat in de natuur wordt waargenomen.

"Er wordt waargenomen dat de stervormende kernen van sterrenstelsels niet-bolvormig zijn, dus we moeten ze dienovereenkomstig modelleren," zei Nguyen.

Eerder werd ook gedacht dat zwarte gaten in de eerste plaats verantwoordelijk waren voor het ontstaan ​​van gigantische röntgenbellen, aangezien bewijs aantoont dat ze boven en onder de schijf van de Melkweg bestaan. Toch benadrukt de studie van de onderzoekers dat nucleaire stervormende ringen kwalitatief vergelijkbare structuren kunnen produceren. Dit kan belangrijk zijn omdat de Melkweg ook een ringachtige structuur heeft die de Centrale Moleculaire Zone wordt genoemd.

De simulaties zijn gemaakt met behulp van gegevens die zijn gegenereerd met een programma genaamd Cholla, een open-source computercode die is uitgevoerd op enkele van de grootste supercomputers ter wereld, waaronder die in het Ohio Supercomputer Center, waar ze het model hebben gemaakt.

"Dertig jaar geleden zou dit soort computergebruik onmogelijk zijn geweest, maar we worden niet langer beperkt door technologie", zei Nguyen. "Nu kunnen we meer gecompliceerde structuren bestuderen door numerieke experimenten met hoge resolutie uit te voeren met behulp van code die is geoptimaliseerd voor parallelle computing."

Hoewel hun bevindingen langdurige implicaties kunnen hebben voor röntgenastronomie - een tak van wetenschap die hemellichamen bestudeert door de hoge niveaus van röntgenstraling die ze uitzenden te detecteren - legde Nguyen uit dat zijn model eenvoudiger te ontwerpen is dan reeds bestaande modellen . Bij het ontwerpen van de parameters van hun simulatie koos Nguyen ervoor om de extra fysica van krachten zoals zwaartekracht en magnetische velden te negeren, maar was nog steeds in staat om een ​​model te genereren van hoe een galactische wind werkt.

In de toekomst is Nguyen van plan om de simulaties opnieuw te maken, maar met variabelen die meer gecompliceerde fysica verklaren.

"Het spreekt tot de doeltreffendheid van ons werk dat het model veel van de belangrijkste kenmerken in galactische winden reproduceert," zei Nguyen. "Maar de volgende stap is om die extra fysica toe te voegen en te kijken wat er verandert." + Verder verkennen

De binnenring van middelbare leeftijd van de Melkweg