Un avance para comprender el Universo. Eso es lo que promete la nueva simulación desarrollada por un equipo de astrofísicos dirigido por Caltech. Por primera vez, esta simulación sigue el viaje del gas primordial del Universo primitivo hasta su integración en un disco de acreción que alimenta a un agujero negro supermasivo, revolucionando conceptos establecidos desde los años 1970.
Imagen extraída de la simulación mostrando un agujero negro supermasivo rodeado por un disco de acreción en rotación.
Crédito: Caltech/Grupo de Phil Hopkins
Bajo la dirección de Phil Hopkins, profesor de física teórica, esta hazaña tecnológica ha requerido años de trabajo y la colaboración de dos grandes proyectos: FIRE y STARFORGE. Estos proyectos se concentran en diferentes escalas, desde la formación de galaxias hasta la de estrellas individuales, cerrando finalmente una brecha entre estos dos fenómenos.
Gracias a una resolución 1 000 veces superior a la de simulaciones anteriores, los investigadores han descubierto el papel predominante de los campos magnéticos en la formación y estructura de los discos de acreción alrededor de agujeros negros supermasivos. Estos campos, lejos de ser anecdóticos, desempeñan un papel central al hacer que estos discos sean más "espumosos" de lo que se esperaba.
The Open Journal of Astrophysics informa que estos discos, inicialmente supuestos planos, están en realidad sostenidos por la presión magnética, que supera con creces la presión térmica del gas. Este descubrimiento pone en entredicho numerosas hipótesis sobre la masa, densidad y dinámica de estos discos.
Crédito: California Institute of Technology La simulación utiliza un código llamado GIZMO, capaz de gestionar tanto las grandes escalas cósmicas como los detalles microscópicos. Al modular los diferentes componentes físicos, los investigadores pudieron simular un agujero negro con una masa 10 millones de veces mayor que la del Sol desde el Universo primitivo hasta la acreción de materia alrededor de ese agujero negro.
Este avance abre nuevas perspectivas de investigación: comprender en detalle la fusión de galaxias, la formación de estrellas en regiones densas, y las características de las primeras generaciones de estrellas. Las implicaciones son vastas, ofreciendo pistas para explorar numerosos fenómenos cósmicos aún misteriosos.
Fuente: The Open Journal of Astrophysics