Shkencëtarët e NASA-s përdorin Superkompjuterin Discover për të krijuar avionë të vrimave të zeza

Shkencëtarët e Qendrës së Fluturimeve Hapësinore të NASA Goddard kryen 100 simulime të sofistikuara duke eksploruar avionë – rreze të ngushta grimcash energjike – që dalin me shpejtësi pothuajse të dritës nga vrimat e zeza supermasive. Këta gjigantë qëndrojnë në qendrat e galaktikave aktive, që formojnë yje, si galaktika jonë e Rrugës së Qumështit, dhe mund të peshojnë miliona deri në miliarda herë më shumë se masa e Diellit. Për të kryer simulimet shumë komplekse, shkencëtarët përdorën superkompjuterin Discover në Qendrën e NASA-s për Simulimin e Klimës (NCCS).

Ndërsa avionët dhe erërat rrjedhin nga këto bërthama aktive galaktike (AGN), ato “rregullojnë gazin në qendër të galaktikës dhe ndikojnë në gjëra të tilla si shpejtësia e formimit të yjeve dhe mënyra se si gazi përzihet me mjedisin galaktik përreth”, shpjegoi kreu i studimit. Ryan Tanner, një postdoktor në Laboratorin e Astrofizikës me rreze X të NASA Goddard.

“Për simulimet tona, ne u fokusuam në avionët më pak të studiuar, me ndriçim të ulët dhe se si ata përcaktojnë evolucionin e galaktikave të tyre pritëse,” tha Tanner. Ai bashkëpunoi me astrofizikanen e Laboratorit të Astrofizikës me rreze X, Kimberly Weaver në studimin llogaritës, i cili u botua në fillim të këtij viti në The Astronomical Journal.

Dëshmitë vëzhguese për avionët dhe daljet e tjera AGN fillimisht erdhën nga teleskopët radio dhe më vonë nga teleskopët me rreze X të NASA-s dhe të Agjencisë Evropiane të Hapësirës. Gjatë 30 deri në 40 viteve të fundit, astronomët duke përfshirë Weaver-in kanë bashkuar një shpjegim të origjinës së tyre duke lidhur vëzhgime optike, radio, ultravjollcë dhe rreze X (shih imazhin tjetër më poshtë).

“Aeroplanët me shkëlqim të lartë janë më të lehtë për t’u gjetur sepse krijojnë struktura masive që mund të shihen në vëzhgimet e radios,” shpjegoi Tanner. “Aeroplanët me shkëlqim të ulët janë sfidues për t’u studiuar në mënyrë vëzhguese, kështu që komuniteti i astronomisë nuk i kupton ato gjithashtu.”

Hyni në simulimet e aktivizuara nga superkompjuterët e NASA-s. Për kushte reale fillestare, Tanner dhe Weaver përdorën masën totale të një galaktike hipotetike rreth madhësisë së Rrugës së Qumështit. Për shpërndarjen e gazit dhe vetitë e tjera të AGN-së, ata shikuan galaktikat spirale si NGC 1386, NGC 3079 dhe NGC 4945.

Tanner modifikoi kodin hidrodinamik astrofizik të Athenës për të eksploruar ndikimet e avionëve dhe gazit mbi njëri-tjetrin në 26,000 vite dritë të hapësirës, rreth gjysma e rrezes së Rrugës së Qumështit. Nga grupi i plotë i 100 simulimeve, ekipi zgjodhi 19 – të cilat konsumuan 800,000 orë bazë në superkompjuterin NCCS Discover – për publikim.

“Të qenit në gjendje të përdorim burimet superkompjuterike të NASA-s na lejoi të eksploronim një hapësirë parametrash shumë më të madhe sesa nëse do të duhej të përdornim burime më modeste,” tha Tanner. “Kjo çoi në zbulimin e marrëdhënieve të rëndësishme që ne nuk mund t’i zbulonim me një shtrirje më të kufizuar.”

Ata ndërveprojnë me galaktikën e tyre pritëse shumë më tepër sesa avionët me shkëlqim të lartë.
Ata të dy ndikojnë dhe ndikohen nga mediumi ndëryjor brenda galaktikës, duke çuar në një larmi më të madhe formash sesa avionët me shkëlqim të lartë.
Ndikimi: Këto simulime tregojnë se ndërveprimet midis avionëve dhe galaktikave të tyre strehuese mund të shpjegojnë rajonet e emetimeve optike dhe të rrezeve X, si dhe një shumëllojshmëri lëvizjesh gazi, të vëzhguara në disa bërthama aktive galaktike (AGN).

“Ne kemi demonstruar metodën me të cilën AGN ndikon në galaktikën e saj dhe krijon karakteristika fizike, të tilla si goditjet në mjedisin ndëryjor, që kemi vëzhguar për rreth 30 vjet,” tha Weaver. “Këto rezultate krahasohen mirë me vëzhgimet optike dhe me rreze X. U habita se sa mirë teoria përputhet me vëzhgimet dhe adreson pyetjet e kahershme që kam pasur në lidhje me AGN që kam studiuar si student i diplomuar, si NGC 1386! Dhe tani ne mund të zgjerohemi në mostra më të mëdha.”