En forskare vid University of Wyoming spelade en nyckelroll i en studie som föreslår att en nyutvecklad datormodell mer exakt kan förklara mångfalden av kvasars breda utsläppslinjeregioner, som är heta moln, joniserad gas som omger de supermassiva svarta hålen som matar i galaxernas centrum.

"Vi försöker få mer detaljerade frågor om spektrala bredlinjeområden som hjälper oss att diagnostisera det svarta hålets massa, "säger Michael Brotherton, en UW -professor vid Institutionen för fysik och astronomi. "Folk vet inte varifrån dessa breda utsläppslinjeregioner kommer eller hur gasen är."

Den nya studien, med titeln "Tidally Disrupted Dusty Clumps som ursprunget för breda utsläppsledningar i aktiva galaktiska kärnor, "publicerades tidigare denna månad i Natur Astronomi , en månad, bara online, tvärvetenskaplig tidskrift som publicerar den mest betydande forskningen, granska och kommentera astronomins framkant, astrofysik och planetvetenskap.

Jian-Min Wang, från Chinese Academy of Sciences, var tidningens huvudförfattare. Andra författare som bidrog var från Key Laboratory for Particle Astrophysics Institute of High Energy Physics, National Astronomical Observatories of China och School of Astronomy of Space Science, alla vid Chinese Academy of Sciences; och School of Astronomy and Space Science vid Nanjing University i Nanjing, Kina.

Brotherton säger att de flesta nuvarande datormodeller tittar på symmetriska linjer i spektrala breda utsläppslinjeregionen i aktiva galaktiska kärnor (AGN), medan den nya modellen han hjälpte till att utveckla ser på riktiga linjer, som ofta är asymmetriska.

"Vi ser och försöker nå en djupare förståelse för den breda utsläppslinjeregionen, varifrån det kommer, dess struktur och hur den kan leda till en bättre förståelse av kvasarerna själva, "säger han." Vår modell försöker förklara hela sortimentet av kvasarer, "som Brotherton med humor beskriver som" den eldandning, fladdermusvingad, vampyr rainbow zebra enhörningar av astrologiska fenomen. "

Det svarta hålets gravitation accelererar den omgivande gasen från dessa kvasarer till extremt höga hastigheter, Brotherton förklarar. Gasen värms upp och i tur och ordning, strålar över hela den omgivande galaxen.

"Folk tror, 'Det är ett svart hål. Varför är det så ljust? Ett svart hål är fortfarande mörkt, "säger han." Skivorna når så höga temperaturer att de släpper ut strålning över det elektromagnetiska spektrumet, som inkluderar gammastrålning, Röntgen, UV, infrarött och radiovågor. Det svarta hålet och den omgivande gasen som det svarta hålet matar på är bränsle som tänder kvasaren. "

Gaserna, som knasiga bränder, släcka ljusets färger, beskrivs av Brotherton som liknar "jätte neonskyltar i rymden". Gaserna rör sig i tusentals kilometer per sekund, med de blåskiftade gaserna som rör sig mot oss och de rödskiftade gaserna som rör sig bort från oss. Denna effekt vidgar linjerna men gör faktiskt inte gaserna röda eller blåa, han säger.

Vid den breda utsläppslinjeregionen, dessa separata färger blir en spiral av färger, ett mått på hastigheten hos omgivande dammmoln.

Modellen innehåller vad Brotherton kallar "en myllrande munk av dammig gas". Dammiga moln eller klumpar finns i denna munk som omger kvasarskivorna.

"Det vi föreslår händer att dessa dammiga klumpar rör sig. Några smäller in i varandra och smälter samman, och ändra hastighet, "säger han." Kanske flyttar de in i kvasaren, där det svarta hålet bor. Några av klumparna snurrar in från den breda linjen. Vissa sparkas ut. "

Forskningen stöddes av National Key Program for Science and Technology Research and Development, och Key Research Program of Frontier Sciences vid Chinese Academy of Sciences.

"Det är ett viktigt första steg framåt att titta på dessa utsläppslinjer som bildar massan av det svarta hålet, "Säger Brotherton.