Вращение сверхмассивных черных дыр по результатам численного моделирования

1.

Вращение сверхмассивных черных дыр по
результатам численного моделирования
Руководитель: Наурзбаева Айша Жетибаевна - Преподаватель КазНУ им. аль-
Фараби, Кизбаева Б.А. - преподаватель НИШ ФМН Алматы;
Участницы конкурса: Куатбекова Аянат, Которова Вера - ученицы 9-го класса
НИШ ФМН Алматы.

2.

Актуальность работы
Исследование активных ядер галактик входят в число
наиболее актуальных задач современной астрофизики,
так как они являются одними из самых мощных
нестационарных и неизведанных объектов во
Вселенной.

3.

Цель исследования:
Исследовать вращения
сверхмассивной черной дыры в
центрах активных ядер галактик на
основе результатов численного
моделирования их динамики.

4.

Метод исследования:
Исследование проводилось на основе результатов
моделирования динамики активных ядер галактик,
проведенного учеными нашей лаборатории в
коллаборации с исследователями Университета
Хайдельберг (Германия).

5.

Активное ядро галактики состоит из следующих
основных подсистем:
1) компактного звездного кластера , представляющего внутреннюю часть
галактики. В первом приближении он сферически симметричен, не вращается
и находится в динамическом равновесии;
2) аккреционного диска, который в первом приближении является
стационарным, круговые скорости в диске соответствуют кепплеровской
скорости в поле тяготения вещества, находящегося внутри заданного радиуса;
3) центральной сверхмассивной черной дыры.

6.

Вывод формул

7.

Момент импульса СМЧД

8.

Построение моделей вращающихся звездных скоплений на графике
Рис.3.1 –
Изменение
во времени
углового
момента
сверхмасси
вной
черной
дыры для
разных
моделей.

9.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1) Когда частицы аккрецируются на СМЧД без присутствия газа, спиновое
движение, скорость и импульс СМЧД несколько ниже по сравнению с тем, когда
присутствует газ.
2) Модели с циркуляцией Кинга демонстрируют самую высокую скорость отжима,
но эта скорость снижается при отсутствии газа.
3) Большее количество частиц аккрецируется, когда вокруг сверхмассивной
черной дыры больше газа.
4) В зависимости от вращения и угловой скорости моделей Кинга спиновое
движение СМЧД меняется.
5) Эти результаты согласуются с движением центра масс тела в соответствии с
истинными принципами АЯГ.

10.

Заключение:
Аккреция звезд на СМЧД в центрах активных ядер галактик
приводит к вращению последней, причем наличие аккреционного
газового диска и вращательной компоненты в движении
компактного звездного кластера ускоряет это вращение.

11.

Литература:
1) Книга Аарсета, детали метода прямого интегрирования N-Bodysimulations
https://books.google.kz/books?id=qx_-zj0TwoC&lpg=PP1&pg=PP1#v=onepage&q&f=false
2) МФТИ, Численное моделирование
https://old.mipt.ru/education/chair/theoretical_mechanics/laboratory/couro/chisl.php
3) РУДН Уникум, основные формулы раздела астрономии
https://unikum.rudn.ru/blog/zadanie-24-ege-po-fizike-osnovnye-formuly-razdela-astronomii