Un chercheur de l'Université du Wyoming a joué un rôle clé dans une étude qui suggère qu'un modèle informatique nouvellement développé peut expliquer plus précisément la diversité des régions de la raie d'émission large des quasars, qui sont les nuages ​​chauds, gaz ionisé qui entoure les trous noirs supermassifs alimentant les centres des galaxies.

"Nous essayons d'obtenir des questions plus détaillées sur les régions spectrales à larges lignes qui nous aident à diagnostiquer la masse du trou noir, " dit Michael Brotherton, professeur à l'UW au Département de physique et d'astronomie. "Les gens ne savent pas d'où viennent ces grandes régions de raies d'émission ni la nature de ce gaz."

La nouvelle étude, intitulé "Les amas de poussières perturbés par les marées comme origine de larges raies d'émission dans les noyaux galactiques actifs, " a été publié plus tôt ce mois-ci dans Astronomie de la nature , un mensuel, En ligne seulement, revue multidisciplinaire qui publie les recherches les plus significatives, revoir et commenter à la pointe de l'astronomie, l'astrophysique et les sciences planétaires.

Jian Min Wang, de l'Académie chinoise des sciences, était l'auteur principal de l'article. D'autres auteurs ont contribué au Key Laboratory for Particle Astrophysics Institute of High Energy Physics, Observatoires astronomiques nationaux de Chine et l'École d'astronomie des sciences spatiales, tous à l'Académie chinoise des sciences; et l'École d'astronomie et de sciences spatiales de l'Université de Nanjing à Nanjing, Chine.

Brotherton dit que la plupart des modèles informatiques actuels examinent les raies symétriques dans la région spectrale de la raie d'émission large dans les noyaux galactiques actifs (AGN), alors que le nouveau modèle qu'il a aidé à développer ressemble à de vraies lignes, qui sont souvent asymétriques.

"Nous voyons et essayons d'atteindre une compréhension plus profonde de la vaste région de la raie d'émission, d'où ça vient, sa structure et comment il peut conduire à une meilleure compréhension des quasars eux-mêmes, " dit-il. " Notre modèle essaie d'expliquer la gamme complète des quasars, " que Brotherton décrit avec humour comme " le cracheur de feu, à ailes de chauve-souris, vampire arc-en-ciel zèbre licornes des phénomènes astrologiques."

La gravité du trou noir accélère le gaz environnant de ces quasars à des vitesses extrêmement élevées, Brotherton explique. Le gaz se réchauffe et, à son tour, éclipse toute la galaxie environnante.

"Les gens pensent, 'C'est un trou noir. Pourquoi est-il si brillant ?' Un trou noir est encore sombre, " dit-il. " Les disques atteignent des températures si élevées qu'ils émettent des radiations à travers le spectre électromagnétique, qui comprend les rayons gamma, rayons X, UV, ondes infrarouges et radio. Le trou noir et le gaz d'accrétion environnant dont le trou noir se nourrit sont du carburant qui allume le quasar."

Les gaz, comme des feux vaporeux, mettre des couleurs de lumière, décrit par Brotherton comme similaire à "des enseignes au néon géantes dans l'espace". Les gaz se déplacent à des milliers de kilomètres par seconde, avec les gaz décalés vers le bleu se déplaçant vers nous et les gaz décalés vers le rouge s'éloignant de nous. Cet effet élargit les lignes mais ne rend pas réellement les gaz rouges ou bleus, il dit.

Dans la région de la raie d'émission large, ces couleurs séparées deviennent une spirale de couleurs, une mesure de la vitesse des nuages ​​de poussière environnants.

Le modèle comprend ce que Brotherton appelle "un beignet grouillant de gaz poussiéreux". Des nuages ​​ou des touffes poussiéreux sont contenus dans ce beignet qui entoure les disques de quasar.

"Ce que nous proposons, c'est que ces touffes poussiéreuses se déplacent. Certaines se heurtent et fusionnent, et changer la vitesse, " dit-il. " Peut-être qu'ils se déplacent dans le quasar, où vit le trou noir. Certains des touffes partent de la région de la ligne large. Certains se font expulser."

La recherche a été soutenue par le Programme national clé pour la recherche et le développement scientifiques et technologiques, et le programme de recherche clé des sciences de la frontière à l'Académie chinoise des sciences.

"C'est un premier pas important vers l'observation de ces raies d'émission qui forment la masse du trou noir, " dit Brotherton.