Simulaties onder leiding van onderzoekers van de University of California, Santa Cruz en de University of California, Berkeley hebben ontdekt dat dergelijke botsingen een aanzienlijke impact kunnen hebben op het hete gas en stoffige materiaal dat superzware zwarte gaten omringt, waardoor de omstandigheden in de regio’s veranderen waar ze voorkomen. nieuwe sterren worden geboren. De resultaten van de simulaties van het onderzoeksteam zullen worden gepubliceerd in The Astrophysics Journal.

“We zijn vooral geïnteresseerd in wat er met het gas gebeurt als een ster in wisselwerking staat met een superzwaar zwart gat”, zegt Ryan Pfeifle, een Ph.D. kandidaat bij UC Santa Cruz en de eerste auteur van het artikel. “Als er voldoende gas op een specifiek traject kan worden gebracht, kan het rechtstreeks op het zwarte gat vallen, wat leidt tot snelle groei en de vorming van ‘actieve galactische kernen’, waar grote hoeveelheden straling en plasmastralen uit de omgeving van het zwarte gat worden uitgestoten. het zwarte gat. Het begrijpen van de details van dit proces is een van de hoofddoelen van dit werk.”

Superzware zwarte gaten zijn aanwezig in de centra van bijna alle sterrenstelsels, en degenen die actief gas uit hun omgeving aanzuigen staan ​​bekend als actieve galactische kernen, een van de helderste en meest energetische objecten in het universum. Eén manier om deze zwarte gaten te laten groeien is door botsingen met sterren, die naar binnen kunnen worden getrokken door de enorme zwaartekracht en uit elkaar kunnen worden getrokken door getijdenkrachten.

De simulaties van de onderzoekers onthullen de gedetailleerde routes waarlangs gas in de centra van sterrenstelsels energie verliest, afkoelt en naar het zwarte gat valt. Dit gas kan afkomstig zijn van sterren die door het zwarte gat zijn verstoord of van het sterrenstelsel zelf. Uit de simulaties blijkt dat het materiaal stromen vormt die langs specifieke paden stromen, de zogenaamde ‘verlieskegels’, die rechtstreeks naar het zwarte gat leiden.

“Gas dat voldoende energie heeft om deze potentiële energiebarrière te overwinnen, kan in banen terechtkomen die steeds excentrischer worden – vergelijkbaar met kometen rond de zon”, zegt co-auteur Enrico Ramirez-Ruiz, hoogleraar astronomie en astrofysica aan de UC Santa Cruz. “Deze zeer elliptische banen brengen het gas dicht genoeg bij het zwarte gat om erin te vallen.”

De simulaties laten ook zien dat de gasstroom naar het zwarte gat turbulent kan worden, zoals een rivier met veel draaikolken en verstoringen, waardoor het gas kan worden verwarmd en de hoeveelheid materiaal die beschikbaar is voor aanwas op het zwarte gat, kan worden verminderd. Deze feedback zou de groei van zwarte gaten en de helderheid van actieve galactische kernen kunnen reguleren.

De onderzoekers zijn van plan aanvullende simulaties uit te voeren om te onderzoeken hoe de eigenschappen van superzware zwarte gaten en hun omgeving de efficiëntie van de aanwas en de dynamiek van gasstromen beïnvloeden. Dit werk zou astronomen kunnen helpen begrijpen waarom sommige sterrenstelsels actievere centrale zwarte gaten hebben dan andere en waarom de groei van zwarte gaten verband houdt met de evolutie van sterrenstelsels.