Logran simular el crecimiento de los agujeros negros más antiguos

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Simulaciones agujeros negros

Simulaciones de la formación de agujeros negros.

Mediante simulaciones computacionales, dos científicos del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile recrearon cómo crecieron algunos de los primeros agujeros negros del Universo. La investigación fue realizada por el investigador post-doctoral Joaquín Prieto junto al profesor Andrés Escala, ambos del Departamento de Astronomía de FCFM de la Universidad de Chile e investigadores del Centro de Astrofísica CATA.

Para Prieto el objetivo del estudio fue “entender cómo crecieron los agujeros negros dentro de las primeras galaxias que se formaron en el Universo” y de paso dilucidar cómo pudieron crecer tan rápido los primeros agujeros negros supermasivos, es decir, aquellos que se desarrollaron durante los primeros mil millones de años del cosmos.

Una de las principales conclusiones alcanzadas fue que “el gas puede moverse desde el borde de las galaxias hacia su centro debido a los efectos de la gravedad y principalmente a las turbulencias –movimientos muy violentos– que dominan el gas”. Lo anterior se debe a que el “transporte de masa permitiría que los agujeros negros, ubicados en la zona central de las galaxias, crezcan convirtiéndose luego en los agujeros negros supermasivos que hoy se observan como cuásares (objetos muy luminosos y lejanos)”, concluye el astrofísico.

Cómo lo lograron

Para alcanzar sus resultados, los científicos utilizaron simulaciones computacionales que recrearon “el movimiento de volúmenes gigantescos de gas, donde se pudo visualizar cómo se movía la materia en las primeras galaxias”, explica Prieto.

Las simulaciones se realizaron en las instalaciones de Centro de Modelamiento Matemático (CMM) FCFM de la Universidad de Chile, donde se encuentran los laboratorios nacionales de computadores de alto rendimiento (NLHPC) que alojan a Leftraru, el clúster o conjunto de computadores más poderoso de país.

Los resultados fueron analizados en el clúster de Computadores Geryon2, alojado en el Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica de Chile.

Prieto cuenta que “se realizaron 3 simulaciones computacionales y cada una tardó entre 2 y 3 semanas sumando un total de casi 2 meses de cómputo utilizando 240 procesadores del clúster Leftraru, esto equivale a unos 40 años de cómputo en un computador personal standard. Además el proceso de análisis tardó unos 5 meses sumando un total de aproximadamente 7 meses de trabajo”, detalla.

Tras estos primeros resultados, ambos investigadores planean continuar realizando simulaciones con el fin de incluir otros procesos astrofísicos necesarios para poder entender qué pudo ocurrir durante la formación de las primeras galaxias para dar origen a los agujeros negros supermasivos que se observan.

El artículo “Multiscale mass transport in z ∼6 galactic discs: fuelling black holes” será publicado en la edición del 21 de agosto de 2016 de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fuente: CATA

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