Galaksije sorazmerno enostavno ustvariti zvezde. Začnite s kopico naključnih drobov plina in prahu. Običajno bodo te pikice precej tople. Če jih želite spremeniti v zvezde, jih morate ohladiti. Z odvajanjem vse svoje toplote v obliki sevanja se lahko stisnejo. Spustite več toplote, stisnite več. Ponavljajte milijon let ali tako.
Sčasoma se koščki plinskega oblaka skrčijo in skrčijo in se stisnejo v tesne majhne vozle. Če je gostota znotraj teh vozlov dovolj visoka, sproži jedrsko fuzijo in voila: rodijo se zvezde.
Ko opazujemo ogromne galaksije, vidimo ogromne količine rentgenskega sevanja, ki eksplodira iz njihovih jeder. To sevanje seveda odvaja toploto. To sevanje naravno hladi galaksije, zlasti v njihovih jedrih. Torej, plin v jedru bi se moral stisniti in skrčiti v količini. Okoliški material bi moral opaziti in se spustiti za njo in se preliti v jedro.
In ne le malenkost: kar tisoč sončnih masletno bi se morale, ko se ohladijo, ohladiti, ohladiti v jedra najbolj množičnih galaksij.
To ogromno hlajenje in stiskanje naj bi po vseh pravicah sprožilo ogromne količine zvezd. Navsezadnje imate ravno prave pogoje: veliko stvari se je ohladilo v drobne majhne žepe.
Torej bi morali v teh galaksijah z obremenitvami rentgenskih žarkov videti množice novih zvezd.
Nimamo
To je težava
Nekaj mora ohraniti te galaksije tople kljub velikim izgubam toplote zaradi njihovega rentgenskega sevanja. Nekaj mora preprečiti stiskanje plina vse do proizvodnje zvezd. Nekaj mora poskrbeti, da so zvezdave luči nizke.
Kot pri večini skrivnosti v astronomiji obstajajo različne ideje, vse s svojimi močmi in slabostmi, in nobena od njih ni povsem zadovoljiva. Raznovrstni mehanizmi, ki se uporabljajo za razlago tega zagovora, vključujejo povratno informacijo supernove, močne udarne valove, ki jih izpihnejo ogromne zvezde, magnetna polja, ki segajo po plasteh, in celo spreminjajo samo obliko galaksije, da se prepreči nadaljnje hlajenje.
Morda so najlažje krive supermasivne črne luknje, ki sedijo v središču galaksij. Ko se plin hladi in odteka navznoter, se odvleče v črno luknjo. Ogromen sesalni vrtinec gravitacije lačno dovaja plin, kar ga poganja dalje. Toda ob vsem tem plinu, ki se stisne v tako majhno prostornino, se močno segreje.
Včasih, če je mešanica močnih magnetnih sil ravno pravšnja, lahko tokovi plina obkrožijo črno luknjo in se komaj izognejo pozabi pod horizontom dogodka, vetra in vrtinčenja na koncu, sčasoma pa pihajo iz regije v obliki dolge, tanke curka.
Ta curek nosi veliko energije. Dovolj energije za ogrevanje celotnega jedra galaksije, kar preprečuje nadaljnje hlajenje.
Če to ni dovolj dobro, lahko ekstremno sevanje, ki ga oddaja močan vroči plin, ko se potisne po požiralniku črne luknje, eksplodira v njegovi okolici, kar zagotavlja več kot dovolj toplote za zaustavitev - in celo obratno - pretokov hladnega plina .
Mogoče.
Ta scenarij je vsekakor privlačen, saj je a) res pogost in b) res močan. Na prvi pogled je popoln klinac, toda narava, kot ponavadi, postane navajena grdega. Težava je v tem, da so hranjenje črnih lukenj fantastično zapleteni sistemi, med katerimi se mešajo vse vrste fizičnih procesov, zaradi česar je težko preučevati.
In, ali ne bi vedeli, da, ko skušamo simulirati te scenarije na računalniku, sledimo fiziki, kolikor najbolje znamo in kar najbolje razumemo, imamo veliko težav s pravo količino energije na prava mesta. Včasih se galaksije le ohladijo. Včasih eksplodirajo. Včasih se med ogrevanjem in hlajenjem prehitro nihata.
Medtem ko še nimamo popolne in končne slike, raziskovalci nenehno napredujejo pri razumevanju odnosa med velikanimi črnimi luknjami in njihovimi gostiteljskimi galaksijami. V nedavnem prispevku so znanstveniki uporabili napredne računalniške simulacije, da bi poskušali preučiti to celotno sliko, vključno s čim več podrobne fizike.
Ugotovili so, da ko gre za te fantastične procese, ki prikazujejo čudovito surovo moč narave v njeni najzahtevnejši, tankočutnosti. Seveda, intenzivno sevanje, ki ga oddajajo padajoči plin in curki, ki uhajajo iz blizu smrtne površine črnih lukenj, igrajo vlogo pri uravnavanju temperatur galaksij. A pogosto ne uspejo, če napajajo energijo na napačnih mestih ali v napačne čase.
Toda sevanje in curki niso edine stvari, ki jih poganjajo centralne supermasivne črne luknje. Kozmični žarki, drobni nabiti delci, ki potujejo blizu hitrosti svetlobe, preplavijo bližino vrtine. Pomagajo pri prenašanju toplote v enakomernem, enakomernem tempu, ohranjajo srčni utrip galaksije v pravilnem ritmu.
Poleg tega so dobre staromodne turbulencije, z valjajočimi se udarnimi valovi in splošnim slabim temperamentom, ki jih poganjajo strele v središču. Ta turbulenca je odlična naloga, saj preprečuje, da se okoliški plin popolnoma ohladi in vdre v nastanek zvezd.
Je to to, celotna zgodba? Seveda ne. Galaksije so živa, dihajoča bitja, z ogromnimi gravitacijskimi motorji, ki poganjajo srce, in prepleteni tokovi plina, ki jih oblikujejo močne - in včasih eksotične - sile. Težko je preučiti težavo, vendar je fascinantno, saj lahko s popravljanjem razmerja med galaksijami in njihovimi črnimi luknjami, ki jih komuniciramo skozi tokove in motnje hladnega plina, poskušamo sprostiti zgodbo o samem razvoju galaksije.
Preberite več: "Kozmični žarki ali turbulenca lahko zmanjšajo hladilne tokove (kjer toplotno ogrevanje ali vbrizg trenutka ne uspeva")
