В Северо-Западном университете создали детальную симуляцию того, как газ, перемещаясь в рамках галактики, доходит до ее центра и падает в сверхмассивную черную дыру. Оказалось, что за сбор и перенаправление к центру этого газа по большей части отвечают спиральные рукава галактики. Работа с описанием симуляции опубликована в журнале The Astrophysical Journal, передает habr.com.
Ранее создаваемые учеными симуляции моделировали только рост черной дыры, а новая симуляция учитывает различные силы, воздействующие на газ, и множество других факторов, связанных с эволюцией черных дыр. Также новая симуляция смогла дать ответы на некоторые вопросы, связанные с загадочной природой квазаров.
Квазары - ярчайшие объекты Вселенной, иногда свет одного квазара затмевает свет всех звезд галактики. Согласно принятым сегодня теориям, квазары представляют собой яркие и быстрорастущие черные дыры.
Как пояснил Клод-Андре Фошер-Жигер, один из ведущих авторов работы, свет далеких квазаров образуется, когда газ, падающий в сверхмассивную черную дыру, разогревается трением. Из симуляции видно, что структурные особенности галактик, в том числе, спиральные рукава, "тормозят" вращение газа вокруг центра галактики. В результате газ постепенно падает в центр, в черную дыру.
По словам ведущего автора работы Даниэля Англес-Алькасара, ученые работали над симуляцией, чтобы ответить на давний вопрос космологии - как именно Вселенной удается упаковать такое огромное количество материи в столь малом объеме (масса сверхмассивных черных дыр в центрах галактик составляет миллионы и даже миллиарды солнечных масс). Фошер-Жигер сказал, что пока общепризнанной теории формирования сверхмассивных черных дыр не существует.
При создании симуляции ученым нужно было учесть множество процессов, влияющих на эволюцию галактики - от расширения Вселенной до энергии, выбрасываемой черной дырой во время поглощения газа. Симуляция основана на проекте FIRE ("Feedback In Realistic Environments"), однако благодаря новой технологии способна моделировать процессы с разрешением в 1 000 раз больше, чем раньше.
