Este relativ ușor pentru galaxii să facă stele. Începeți cu o grămadă de butoane aleatorii de gaz și praf. În mod obișnuit, acele blobs vor fi destul de calde. Pentru a le transforma în stele, trebuie să le răciți. Prin aruncarea tuturor căldurii sub formă de radiații, acestea se pot comprima. Scurge mai multă căldură, comprimă mai mult. Repetați un milion de ani sau cam așa ceva.
În cele din urmă bucăți de nor de gaz se micșorează și se micșorează, comprimându-se într-un noduri mici strânse. Dacă densitățile din aceste noduri devin suficient de mari, acestea declanșează fuziunea nucleară și voila: se nasc stele.
Când observăm galaxii masive, vedem cantități enorme de radiații cu raze X care se distrug de miezul lor. Această radiație transportă căldura în mod natural. Această radiație răcește în mod natural galaxiile, în special în miezurile lor. Deci, gazul din miez ar trebui să comprimeze și să scadă în volum. Materialul din jur ar trebui să ia în seamă și să cadă în spatele său, înfășurându-se în miez.
Și nu doar puțin: cât mii de mase solarepe an ar trebui să se prăbușească în miezurile celor mai masive galaxii, deoarece acestea se răcesc, se răcesc.
Această enormă răcire și compresie ar trebui, prin toate drepturile, să declanșeze cantități masive de formare de stele. La urma urmei, aveți exact condițiile potrivite: multe lucruri răcite în buzunare mici.
Așadar, în aceste galaxii cu o mulțime de ieșiri de raze X, ar trebui să vedem tone de stele noi apărând.
Noi nu.
Asta e o problema.
Ceva trebuie să mențină aceste galaxii calde, în ciuda pierderilor majore de căldură din emisiile lor de raze X. Ceva trebuie să oprească gazul să se comprime până la fabricarea stelelor. Ceva trebuie să țină lumina stelelor coborâtă.
La fel ca în majoritatea misterelor din astronomie, există diverse idei, toate cu propriile forțe și slăbiciuni și niciuna dintre ele nu este pe deplin satisfăcătoare. Varietatea mecanismelor utilizate pentru a explica această conundru include feedback-ul supernovei, puternice valuri de șoc izbucnite de stele masive, câmpuri magnetice care se duc la fân și chiar modificarea formei galaxiei pentru a preveni răcirea ulterioară.
Poate că cele mai ușoare lucruri de vină sunt găurile negre supermasive care stau în centrul galaxiilor. Pe măsură ce gazul se răcește și curge spre interior, se atrage spre gaura neagră. Vorticul care suge masiv de gravitate se hrănește în mod flămând din gaz, conducându-l mai departe. Dar, cu tot acel gaz comprimându-se într-un volum atât de mic, se încălzește, extraordinar.
Uneori, dacă amestecul de forțe magnetice puternice este corect, fluxurile de gaz se pot învârti în jurul găurii negre, evitând abia uitarea sub orizontul evenimentului, vântul și învârtirea, în cele din urmă izbucnind în afara regiunii sub forma unei lungi și subțiri avion.
Acest jet transportă multă energie. Energie suficientă pentru a încălzi întregul nucleu al galaxiei, prevenind răcirea ulterioară.
Dacă acest lucru nu este suficient de bun, radiațiile extreme emise de gazul fierbinte intens, pe măsură ce este aruncat în golul găurii negre poate exploda în jurul său, oferind căldură mai mult decât suficientă pentru a opri - și chiar inversa - fluxurile de gaz rece .
Poate.
Acest scenariu este cu siguranță atrăgător, deoarece este a) într-adevăr comun și b) cu adevărat puternic. La prima vedere este un clincher perfect, dar natura, ca de obicei, ca un obicei de a deveni urât. Problema este că alimentarea găurilor negre sunt sisteme fantastic de complicate, tot felul de procese fizice amestecându-se, ceea ce le face greu de studiat.
Și, nu-l știți, atunci când încercăm să simulăm aceste scenarii pe un computer, urmând fizica cât mai bine și înțelegem cât mai bine, avem foarte multe probleme pentru a obține cantitățile potrivite de energie în locurile potrivite. Uneori, galaxiile continuă să se răcească. Uneori izbucnesc. Cândva, acestea fluctuează înainte și înapoi între încălzire și răcire prea rapid.
Deși nu avem încă o imagine completă și finală, cercetătorii înregistrează progrese constante, dacă sunt lente, în înțelegerea relației dintre găurile negre uriașe și galaxiile lor gazdă. Într-o lucrare recentă, oamenii de știință au folosit simulări avansate de computer pentru a încerca să examineze acea imagine completă, inclusiv cea mai mare parte a fizicii detaliate.
Ei au descoperit că atunci când vine vorba de aceste procese fantastice, care prezintă natura uimitoare a puterii brute a naturii la ravagiile sale, contează subtilitățile. Sigur, radiația intensă degajată de gazele înfundate și jeturile care scapă aproape de suprafața moarte a găurilor negre joacă un rol în reglarea temperaturilor galaxiilor. Dar deseori eșuează, aplicându-și în mod greșit energiile în locuri greșite sau în vremuri greșite.
Dar radiațiile și jeturile nu sunt singurele lucruri conduse de găurile negre supermasive centrale. Razele cosmice, particule minuscule încărcate care se deplasează aproape de viteza luminii, inundă vecinătatea maelstromului. Acestea ajută la transportul căldurii într-un ritm plăcut și uniform, menținând ritmul inimii galaxiei în ritm regulat.
În plus, există o turbulență de modă veche, cu valuri de șoc rulante și temperament general rău condus de flăcările din centru. Această turbulență face doar o treabă excelentă pentru a împiedica răcirea completă a gazelor din jur și a izbucni în formarea stelelor.
Deci este aceasta, povestea completă? Desigur că nu. Galaxiile sunt vii, respirând creaturi, cu motoare masive de gravitație care le conduc inimile și fluxurile de gaz întrețesute în formă de forțe puternice - și uneori exotice -. Este o problemă dificilă de studiat, dar una fascinantă, întrucât stabilind relația dintre galaxii și găurile lor negre, comunicate prin fluxurile și întreruperile gazului rece, putem încerca să deblocăm însăși povestea evoluției galaxiei.
Citiți mai multe: „Razele cosmice sau turbulențele pot suprima fluxurile de răcire (în cazul în care încălzirea termică sau injecția de moment)
