Un team di astrofisici del Caltech ha realizzato una simulazione rivoluzionaria che ha svelato nuove informazioni sulla formazione dei dischi di accrescimento attorno ai buchi neri supermassicci. Questa simulazione innovativa ha messo in discussione le teorie esistenti fin dagli anni ’70 e ha aperto nuove prospettive per comprendere la crescita e l’evoluzione dei buchi neri e delle galassie.
Il Professore di Astrofisica Teorica Ira S. Bowen, Phil Hopkins, ha dichiarato che questa nuova simulazione rappresenta il culmine di diversi anni di lavoro da parte di due grandi collaborazioni avviate al Caltech.
Il primo progetto, chiamato FIRE (Feedback in Ambienti Realistici), si concentra su fenomeni cosmici su larga scala come la formazione e le collisioni galattiche, mentre il secondo progetto, STARFORGE, si focalizza su processi su scala più piccola come la formazione stellare all’interno di singole nubi di gas. Tuttavia, c’era un divario significativo tra i due progetti che è stato finalmente colmato grazie a questa simulazione pionieristica.
La simulazione ha rivelato che i campi magnetici giocano un ruolo molto più importante di quanto si pensasse in precedenza nella formazione e nella modellazione dei dischi di accrescimento attorno ai buchi neri supermassicci. Contrariamente alle teorie precedenti, i dischi non sono piatti come crepes, ma piuttosto soffici, simili a una torta degli angeli, a causa dell’azione dei campi magnetici che sostengono il materiale del disco.
La simulazione ha coinvolto un super zoom su un singolo buco nero supermassiccio, un oggetto mostruoso che si trova al centro di molte galassie, incluso il nostro. Questi buchi neri giganteschi esercitano un’enorme influenza su tutto ciò che li circonda, e la simulazione ha permesso di esplorare in dettaglio il processo di formazione e alimentazione di questi buchi neri.
La simulazione ha rivelato che i campi magnetici svolgono un ruolo predominante nel sostenere i dischi di accrescimento, contrariamente a quanto si pensasse in passato. Questa scoperta ha implicazioni significative sulle previsioni che gli scienziati possono fare sui dischi di accrescimento, come la loro massa, densità, spessore e geometria.
Guardando al futuro, Hopkins spera che questa nuova capacità di colmare il divario nelle scale delle simulazioni cosmologiche aprirà nuove vie di ricerca su fenomeni come le fusioni galattiche, la formazione stellare in regioni dense delle galassie e le prime generazioni di stelle nell’universo.
Il lavoro dettagliato su questa simulazione è stato pubblicato su The Open Journal of Astrophysics con il titolo “FORGE’d in FIRE: Risoluzione della fine della formazione stellare e della struttura dei dischi di accrescimento AGN dalle condizioni iniziali cosmologiche”.
Il team di ricerca include numerosi scienziati di spicco nel campo dell’astrofisica, e il lavoro di Hopkins è stato supportato da finanziamenti della National Science Foundation e della NASA.
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