Effetti della turbolenza nei clusters: heating & cooling su grande e piccola scala.

Il tema di questa tesi è relativo allo studio degli effetti conseguenti alla presenza di turbolenza nell’intracluster medium (ICM). L’evoluzione termodinamica della materia barionica è uno dei problemi chiave dell’astrofisica odierna. La maggior parte dei barioni nell’universo appare sotto forma di gas diffuso ionizzato e con l’attuale generazione di telescopi X (Chandra, XMM-Newton, Suzaku) è finalmente possibile ottenere osservazioni di alta qualità di questo plasma caldo. Recentemente è stato proposto che la turbolenza, generata dall’AGN feedback e/o in concomitanza con i processi di formazione della struttura, possa avere un ruolo di prim’ordine nell’evoluzione di tale plasma caldo. Il mio obiettivo con questo lavoro è investigare le conseguenze della presenza di turbolenza nell’ICM attraverso simulazioni numeriche 3D. In particolare utilizzo il codice AMUN, un codice parallelo a griglia fissa sviluppato da G. Kowal per studi ad alta risoluzione della turbolenza MHD in diversi sistemi astrofisici. In particolare, poiché non è ancora chiaro come questa turbolenza sia fatta e si origini, ho elaborato diversi modelli con una turbolenza idealizzata e iniettata a diversa potenza e con diversa scala di iniezione, in modo da indagare i principali effetti termici e dinamici, sia su grande scala sia sul solo core, che tali moti hanno sul gas diffuso. Ho inoltre presentato le principali osservabili (profili di densità e temperatura, mappe e molto altro) che saranno confrontate con recenti osservazioni X e in particolare con i dati Hitomi recentemente ottenuti sul Perseus cluster. Per ultima cosa mi concentrerò sulle proprietà delle strutture compatte/filamentari dalla morfologia irregolare che sembrano formarsi nel core dell’ammasso in conseguenza alla presenza di moti turbolenti, amplificando l’accumulo irregolare di materia fredda.