Supermasivne črne luknje v jedrih najbolj množičnih galaksij pustošijo v njihovi neposredni okolici. V svojih najbolj dejavnih fazah - ko se vžgejo kot svetlobni kvazarji - sprožijo izredno močne in hitrosečne odtoke plina.
Ti odtoki lahko pometajo in segrevajo material, pri čemer igrajo ključno vlogo pri nastajanju in razvoju ogromnih galaksij. Astronomi jih niso opazovali le po vidnem vesolju, ampak igrajo tudi ključno sestavino v teoretičnih modelih.
Toda fizična narava samih odtokov je bila dolgoletna skrivnost. Kateri fizični mehanizem povzroči doseganje tako velikih hitrosti plina in ga ponekod izpušča iz galaksije?
Nova študija ponuja prve neposredne dokaze, da se ti odlivi pospešijo z energičnimi curki, ki jih proizvaja supermasivna črna luknja.
Z uporabo zelo velikega teleskopa v Čilu je ekipa astronomov pod vodstvom Clivea Tadhunterja z univerze Sheffield opazovala bližnjo aktivno galaksijo IC 5063. Na lokacijah v galaksiji, kjer njeni curki vplivajo na območja gostega plina, se plin giblje z izjemno hitrostjo več kot 600.000 milj na uro.
"Večina plina v odtokih je v obliki molekulskega vodika, ki je krhek v smislu, da se uniči pri sorazmerno nizki energiji," je v izjavi za javnost dejal Tadhunter. "Zdi se mi izjemno, da lahko molekularni plin preživi, če ga pospešujemo curki visoko energijskih delcev, ki se gibljejo s hitrostjo svetlobe.
Med potovanjem curkov skozi galaktično snov motijo okoliški plin in ustvarjajo udarne valove. Ti udarni valovi ne samo pospešijo plin, ampak ga tudi segrejejo. Skupina ocenjuje, da udarni valovi segrejejo plin na dovolj visoke temperature, da ionizirajo plin in disociirajo molekule. Molekularni vodik nastaja le v bistveno hladnejšem plinu po udaru.
"Sumili smo, da so se molekule morale preoblikovati, potem ko je bil plin popolnoma moten zaradi interakcije s hitrim plazemskim curkom," je dejala Raffaella Morganti z univerze Kapteyn Groningen Institute. „Naša neposredna opazovanja pojava so potrdila, da se resnično lahko zgodi ta ekstremni položaj. Zdaj si moramo prizadevati za opis natančne fizike interakcije. "
V medzvezdnem prostoru se na površini prašnih zrn tvori molekulski vodik. Toda v tem scenariju je prah uničil v intenzivnih udarnih valovih. Čeprav je mogoče, da se molekularni vodik tvori brez pomoči prašnih zrn (kot je bilo razvidno iz zgodnjega vesolja), natančen mehanizem v tem primeru še ni znan.
Raziskava pomaga odgovoriti na dolgoletno vprašanje - zagotavlja prve neposredne dokaze, da curki pospešujejo molekularne odtoke, ki jih vidimo v aktivnih galaksijah - in postavlja nova.
Rezultati so bili objavljeni v reviji Nature in so na voljo na spletu.
