Для галактик порівняно легко створювати зірки. Почніть з купки випадкових крапель газу та пилу. Зазвичай ці краплі будуть досить теплими. Щоб перетворити їх на зірки, потрібно їх охолодити. Скидаючи все своє тепло у вигляді випромінювання, вони можуть стискатися. Скидайте більше тепла, стискайте більше. Повторіть протягом мільйона років.
Врешті-решт шматочки газової хмари стискаються і стискаються, стискаючись у маленькі щільні вузлики. Якщо щільність всередині цих вузлів стає досить високою, вони викликають ядерний синтез і вуаля: народжуються зірки.
Коли ми спостерігаємо масивні галактики, ми бачимо величезні кількості рентгенівського випромінювання, що вибухає від їх ядер. Це випромінювання природним чином відводить тепло. Це випромінювання природним чином охолоджує галактики, особливо в їх ядрах. Отже, газ в серцевині повинен стискатися і скорочуватися в об’ємі. Навколишній матеріал повинен помітити і впасти за ним, перекинувшись в серцевину.
І не лише трохи: цілих тисячі сонячних масв рік повинні були руйнуватися до ядер наймасивніших галактик, коли вони охолоджують, охолоджують, охолоджують.
Це величезне охолодження та стискання, за всіма правами, повинно викликати велику кількість утворення зірок. Зрештою, у вас саме правильні умови: багато речей охолоджуються в крихітні маленькі кишені.
Тож у цих галактиках із навантаженнями рентгенівського виходу нам слід було б бачити, як вискакують тонни нових зірок.
Ми не робимо
Це проблема
Щось має підтримувати ці галактики теплими, незважаючи на великі втрати тепла від їх рентгенівського випромінювання. Щось повинно зупинити газ від стискання аж до створення зірок. Щось потрібно, щоб зіркові світильники були низькими.
Як і в більшості таємниць в астрономії, існують різні ідеї, всі зі своїми сильними і слабкими сторонами, і жодна з них не є цілком задовільною. Різноманітність механізмів, що використовуються для пояснення цього головоломки, включають зворотний зв'язок наднової, потужні ударні хвилі, видуті масивними зірками, магнітні поля, що йдуть сірим струмом, і навіть змінюють саму форму галактики, щоб запобігти подальшому охолодженню.
Мабуть, найпростіші речі винні - надмасивні чорні діри, які сидять у центрі галактик. Коли газ охолоджується і тече всередину, він притягується до чорної діри. Масивний висмоктуючий вихор сили тяжіння голосно подає газ, ведучи його далі вниз. Але при всьому тому, що газ стискається в такий невеликий об'єм, він нагрівається надзвичайно.
Іноді, якщо поєднання сильних магнітних сил цілком правильне, потоки газу можуть обертатися навколо чорної діри, ледь не уникнувши забуття під горизонтом події, вітер і кружляючи навколо, зрештою вибухаючи з області у вигляді довгого, тонкого струмінь.
Цей струмінь несе в собі багато енергії. Достатньо енергії для нагрівання всього ядра галактики, запобігаючи подальшому охолодженню.
Якщо це недостатньо добре, екстремальне випромінювання, що випромінюється інтенсивним гарячим газом, коли він заштовхується вниз, по каналу чорної діри може вибухнути в його оточенні, забезпечуючи більш ніж достатньо тепла для зупинки - і навіть зворотного - потоків прохолодного газу .
Можливо.
Цей сценарій, безумовно, привабливий, тому що він є а) дійсно поширеним і б) дійсно потужним. На перший погляд, це ідеальний клінчар, але природа, як завжди, як звичка стає неприємним. Біда полягає в тому, що живлення чорних дір - це фантастично складна система, в якій змішуються всілякі фізичні процеси, що ускладнює їх вивчення.
І чи не знаєте ви цього, коли ми намагаємось моделювати ці сценарії на комп’ютері, дотримуючись фізики якнайкраще, і якнайкраще розуміємо, у нас виникає багато проблем з правильним розміром енергії в потрібних місцях. Іноді галактики просто продовжують охолоджуватися. Іноді вони вибухають. Іноді вони занадто швидко коливаються між нагріванням та охолодженням.
Поки у нас поки немає повної та остаточної картини, дослідники досягають стійкого, якщо повільного, прогресу у розумінні взаємозв'язку між гігантськими чорними дірами та їх галактиками-господарями. У недавній роботі вчені використовували передові комп’ютерні симуляції, щоб спробувати вивчити цю повну картину, включаючи якомога більше детальної фізики.
Вони виявили, що якщо мова йде про ці фантастичні процеси, що демонструють дивовижну силу природи в її найсвіжіших, тонкощах. Зрозуміло, інтенсивне випромінювання, що випромінюється падаючим газом, і струменями, що випливають з-під загибелі поверхні чорних дір, відіграють певну роль у регулюванні температури галактик. Але вони часто провалюються, неправильно застосовуючи свою енергію в неправильних місцях або в неправильні часи.
Але радіація та струмені - це не єдине, що рухається центральними надмасивними чорними дірами. Космічні промені, крихітні заряджені частинки, що подорожують близько до швидкості світла, затоплюють околиці віру. Вони допомагають транспортувати тепло в приємному рівномірному темпі, підтримуючи серцебиття галактики в регулярному ритмі.
Плюс є гарні старомодні турбулентності, що котяться ударними хвилями та загальним поганим темпераментом, керованим спалахами в центрі. Ця турбулентність виконує просто чудову роботу щодо запобігання навколишньому газу повністю охолонути та розриватися до утворення зірки.
Так це все, повна історія? Звичайно, ні. Галактики - це живі, дихаючі істоти, з масивними двигунами сили тяжіння, що рухають їхні серця, і переплетеними потоками газу, утвореними потужними - а іноді й екзотичними - силами. Дослідити це є непростою проблемою, але захоплюючою, оскільки, встановивши взаємозв'язок між галактиками та їхніми чорними дірами, що передаються через потоки та перебої прохолодного газу, ми можемо спробувати розблокувати історію самої еволюції галактики.
Читайте більше: "Космічні промені або турбулентність можуть пригнічувати потоки охолодження (там, де термічне нагрівання чи ін'єкція не вдається)"
