Надмасивні чорні діри в ядрах наймасивніших галактик завдають шкоди їхньому найближчому оточенню. Під час їх найактивніших фаз - коли вони запалюються як світяться квазари - вони запускають надзвичайно потужні та високошвидкісні відтоки газу.
Ці відтоки можуть змітати і нагрівати матеріал, граючи ключову роль у формуванні та еволюції масивних галактик. Астрономи не тільки спостерігали їх у видимій Всесвіті, вони також грають ключовий компонент у теоретичних моделях.
Але фізична природа самих відтоків була давньою таємницею. Який фізичний механізм змушує газ досягати таких високих швидкостей, а в деяких випадках виганяти з галактики?
Нове дослідження дає перші прямі докази того, що ці відтоки прискорюються енергетичними струменями, що утворюються надмасивною чорною дірою.
Використовуючи дуже великий телескоп у Чилі, команда астрономів під керівництвом Клайва Тадхунтера з Шеффілдського університету спостерігала поблизу діючої галактики IC 5063. У місцях галактики, де її реактивні речовини впливають на області щільного газу, газ рухається з надзвичайною швидкістю понад 600 000 миль на годину.
"Значна частина газу у відтоках знаходиться у вигляді молекулярного водню, який є крихким в тому сенсі, що він руйнується при відносно низькій енергії", - сказав Тадхунтер у прес-релізі. «Я вважаю надзвичайним, що молекулярний газ може вижити, прискорюючись струменями високоенергетичних частинок, що рухаються з близькою швидкістю світла.
Під час подорожі струменями галактичної речовини вони руйнують навколишній газ і генерують ударні хвилі. Ці ударні хвилі не тільки прискорюють газ, але і нагрівають його. Команда оцінює, як ударні хвилі нагрівають газ до температури, достатньо високої, щоб іонізувати газ та дисоціювати молекули. Молекулярний водень утворюється лише в значно прохолоднішому після шоку газі.
"Ми підозрювали, що молекули, мабуть, змогли реформуватися після того, як газ був повністю порушений взаємодією з швидким плазмовим струменем", - сказала Раффаелла Морганті з університету Каптейн Гронінгенського інституту. «Наші прямі спостереження за явищем підтвердили, що ця екстремальна ситуація справді може статися. Тепер нам потрібно попрацювати над описом точної фізики взаємодії ».
У міжзоряному просторі на поверхні пилових зерен утворюється молекулярний водень. Але в цьому сценарії пил, ймовірно, був знищений під час сильних ударних хвиль. Хоча молекулярний водень може утворюватися без допомоги пилових зерен (як це було показано в ранньому Всесвіті), точний механізм у цьому випадку досі невідомий.
Дослідження допомагає відповісти на давнє запитання - надаючи перші прямі докази того, що струмені прискорюють молекулярні відтоки, що спостерігаються в активних галактиках - і задає нові.
Результати були опубліковані в Nature і доступні в Інтернеті.
