Simulaciones dirigidas por investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz y la Universidad de California en Berkeley descubrieron que este tipo de colisiones pueden tener un impacto significativo en el gas caliente y el material polvoriento que rodea a los agujeros negros supermasivos, alterando las condiciones en las regiones donde nacen nuevas estrellas. Los resultados de las simulaciones del equipo de investigación se publicarán en The Astrophysics Journal.
"Estamos particularmente interesados en lo que sucede con el gas cuando una estrella interactúa con un agujero negro supermasivo", dijo Ryan Pfeifle, Ph.D. candidato en UC Santa Cruz y primer autor del artículo. “Si se puede colocar suficiente gas en una trayectoria específica, puede caer directamente sobre el agujero negro, lo que lleva a un rápido crecimiento y a la formación de 'núcleos galácticos activos', donde se expulsan grandes cantidades de radiación y chorros de plasma desde los alrededores del agujero negro. el agujero negro. Comprender los detalles de este proceso es uno de los principales objetivos de este trabajo”.
Los agujeros negros supermasivos están presentes en los centros de casi todas las galaxias, y aquellos que acumulan activamente gas de su entorno se conocen como núcleos galácticos activos, y se encuentran entre los objetos más brillantes y energéticos del universo. Una forma de hacer crecer estos agujeros negros es a través de colisiones con estrellas, que pueden ser atraídas por la inmensa atracción gravitacional y separadas por las fuerzas de marea.
Las simulaciones de los investigadores revelan las vías detalladas por las cuales el gas en los centros de las galaxias pierde energía, se enfría y cae hacia el agujero negro. Este gas puede provenir de estrellas que el agujero negro ha perturbado o de la propia galaxia. Las simulaciones muestran que el material forma corrientes que fluyen a lo largo de caminos específicos, llamados "conos de pérdida", que conducen directamente hacia el agujero negro.
"El gas que tiene suficiente energía para superar esta barrera de energía potencial puede terminar en órbitas que se vuelven cada vez más excéntricas, similares a las de los cometas alrededor del Sol", dijo el coautor Enrico Ramírez-Ruiz, profesor de astronomía y astrofísica en la UC Santa Cruz. "Estas órbitas altamente elípticas acercan el gas lo suficiente al agujero negro como para caer".
Las simulaciones también muestran que la corriente de gas hacia el agujero negro puede volverse turbulenta, como un río con muchos remolinos y perturbaciones, lo que puede calentar el gas y reducir la cantidad de material disponible para acrecentarse en el agujero negro. Esta retroalimentación podría regular el crecimiento de los agujeros negros y la luminosidad de los núcleos galácticos activos.
Los investigadores planean realizar simulaciones adicionales para explorar cómo las propiedades de los agujeros negros supermasivos y sus alrededores afectan la eficiencia de la acreción y la dinámica de las corrientes de gas. Este trabajo podría ayudar a los astrónomos a comprender por qué algunas galaxias tienen agujeros negros centrales más activos que otras y por qué el crecimiento de los agujeros negros está relacionado con la evolución de las galaxias.
