Gurile negre super-masive din inimile galaxiilor pot exploda valuri de gaz fierbinte și turbulente prin cosmos, menținând clusterele de galaxie în viață cu căldura lor.
Și pentru prima dată, astrofizicienii cred că au văzut acea turbulență în acțiune.
Priviți într-un grup masiv de galaxii și veți vedea gazul fierbinte care se învârte în miezul său, umplând spațiul dintre stele și galaxii. Dar există un mister în legătură cu acest gaz. Cum rămâne atât de fierbinte? Modelele simple sugerează că ar trebui să piardă energie mult mai repede decât o face și că gravitația ar trebui să înceapă să lege întregul nor împreună cu stele în aproximativ un miliard de ani de la formare. La rândul lor, acele stele ar arde și galaxia ar muri odată cu ele. Astrofizicienii numesc acest proces „răcire catastrofală”. Dar acest lucru nu se întâmplă.
Se pare că, în 2005, cercetătorii au găsit o explicație parțială de ce nu. Au găsit bule formând în acei nori densi de gaz, cavități uriașe în spațiu - unele la fel de mari ca Calea Lactee. Aceste bule uriașe se îndepărtau de găurile negre supermasive din centrele galactice și, la rândul lor, au scris cercetătorii, păreau să împiedice răcirea catastrofală.
Dar întrebarea a rămas: Cum se transferă toată energia respectivă în gazul din jurul bulelor? Într-o nouă lucrare, publicată în baza de date arXiv, 18 noiembrie (lucrarea nu a trecut încă prin procesul formal de revizuire de la egal la egal), cercetătorii raportează dovezi de turbulență în jurul bulelor: vârtejuri și vâsle care decoltează vârtejuri mici și vârste, care se învârt. în afara vârtejurilor mai mici. De-a lungul timpului, teoria merge, că comportamentul haotic atinge nivelul microscopic, unde se disipează ca căldură.
„Puteți imagina bula ca pe o lingură care agită ceaiul fierbinte”, a declarat pentru Live Science autorul principal al studiului, Yuan Li, astrofizician la Universitatea din California, Berkeley.
Lingura creează o „mișcare în vrac” a ceaiului, dar scoate lingura și vei observa formarea de vârtejuri mai mici în lichid, care creează vânturi și mai mici. Când vârstele încetează să se învârtească, se datorează faptului că energia lor s-a transformat în căldură, a spus ea. Într-o cană de pe masa ta, încălzirea nu este foarte dramatică; te-ai chinui să fierbi apa doar amestecând-o. Dar energia bulelor care se deplasează prin spațiu este mult mai intensă și se pare că turbulența transformă o fracțiune semnificativă din aceasta din energia cinetică în căldură.
Li și coautorii ei nu au făcut nicio observație nouă pentru a constata turbulența. În schimb, au descoperit-o în datele deja disponibile din grupele de galaxie Perseus, Abell 2597 și Fecioară.
Li a spus Li filamente ale gazelor mai reci prin nori din centrele acestor galaxii. Aceste date incredibil de precise și de înaltă rezoluție i-au permis lui Li să facă o hartă cu cât de rapid se deplasa gazul în fiecare punct și în ce direcție.
Această hartă a căldurii arăta un model clar de turbulență. "Într-un mod de turbulență, sunt gâini mari făcând micuțe care fac gâze chiar și mai mici. Ai o cascadă frumoasă", a spus Li.
„Frumoasa cascadă” a apărut în centrul fiecărui grup de galaxii.
"Nu ma asteptam la asta, nimeni nu se astepta la asta", a spus ea.
Chiar și cele mai mici vârste de aici sunt la o scară de neimaginat, suficient de mari pentru a înghiți cu ușurință sistemul nostru solar. La urma urmei, a spus Li, acestea au loc în ce cantitate de „coșuri de gunoi pline de galaxii”. Brian McNamara, principalul autor al lucrării de natură din 2005 care a sugerat pentru prima dată că bule ar putea încălzi aceste gaze, a spus că a găsit fascinantă noua constatare, dar a avut rezerve.
"Este totul foarte interesant. Dar nu este concludent în mintea mea. Nu sunt complet convins", a declarat McNamara pentru Live Science. McNamara, care este președintele Departamentului de Fizică și Astronomie de la Universitatea din Canada din Waterloo, a spus că problema cea mai importantă este că cascadele Li și colegii săi nu au reușit să se potrivească cu ceea ce ați aștepta de la turbulență singuri. Asta sugerează că alte efecte ar putea fi la locul de muncă, au scris autorii studiului, sau poate există o fizică necunoscută care guvernează comportamentul turbulenței în aceste condiții extreme.
McNamara s-a întrebat, de asemenea, dacă cercetătorii au desconsidrat pe deplin efectele altor tipuri de mișcări în gazele provocate de adevărata turbulență.
El a subliniat, de asemenea, că unii teoreticieni suspectează că turbulența poate răci gazul mai mult decât îl încălzește.
Toate cele spuse, a adăugat el, este o lucrare bună cu mulți cercetători buni implicați.
„Cred că mai sunt de făcut.”
