Galakseilla on suhteellisen helppoa tehdä tähtiä. Aloita joukolla satunnaisia kaasu- ja pölyblubeja. Tyypillisesti nuo läiskät ovat melko lämpimiä. Jotta ne voidaan muuttaa tähtiin, sinun on jäähdytettävä ne. Kaatamalla kaiken lämmön säteilyn muodossa, ne voivat puristua. Tyhjennä enemmän lämpöä, purista enemmän. Toista noin miljoona vuotta.
Lopulta kaasupilven kappaleet kutistuvat ja kutistuvat, puristaen itsensä tiukkaksi pieneksi solmuksi. Jos näiden solmujen tiheydet nousevat riittävän korkeiksi, ne laukaisevat ydinfuusion ja voila: tähdet syntyvät.
Kun tarkkailemme massiivisia galakseja, näemme valtavia määriä röntgensäteilyä räjähtämässä ytimestään. Tämä säteily kuluttaa luonnollisesti lämpöä. Tämä säteily jäähdyttää luonnollisesti galakseja, etenkin niiden ytimissä. Joten ytimen kaasun tulisi olla puristuva ja kutistuva määrä. Ympäröivän materiaalin tulisi huomioida ja pudota alas sen taakse, kääntäen itsensä ytimeen.
Eikä vain hiukan: jopa tuhat aurinkoavuodessa pitäisi romahtaa massiivisimpien galaksien ytimiin, kun ne jäähtyvät, jäähtyvät, jäähtyvät.
Tämän valtavan jäähdytyksen ja puristamisen pitäisi kaikilla oikeuksilla laukaista valtavia määriä tähtiä. Loppujen lopuksi sinulla on tarkalleen oikeat olosuhteet: paljon tavaraa jäähtyi pieniksi pieniksi taskuiksi.
Joten näissä galakseissa, joissa on paljon röntgenulostuloa, meidän piti nähdä näyttämässä tonnia uusia tähtiä.
Emme.
Se on ongelma.
Jotain on pidettävä nämä galaksit lämpimänä huolimatta niiden röntgensäteilyn aiheuttamasta suuresta lämpöhäviöstä. Jotakin on estettävä kaasun puristuminen kokonaan tähtijen valmistukseen. Joku pitää pitää tähtivalot alhaalla.
Kuten useimmissa tähtitieteen salaisuuksissa, on olemassa erilaisia ideoita, joilla kaikilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa, eikä yksikään niistä ole täysin tyydyttävä. Moniin erilaisiin mekanismeihin, joita käytetään selvittämään tämä ymmärtäminen, ovat supernovan palaute, massiivisten tähtien räjäyttämät voimakkaat iskuaallot, magneettikentät, jotka kulkevat heinän johdosta, ja jopa galaksin muodon muuttaminen edelleen jäähtymisen estämiseksi.
Ehkä helpoimmat syyt syyttää ovat supermassiiviset mustat aukot, jotka sijaitsevat galaksien keskellä. Kun kaasu jäähtyy ja virtaa sisäänpäin, se vetää itsensä mustaan reikään. Massiivinen imevä pyörre syöttää nälkäisesti kaasua, ajaen sitä edelleen alaspäin. Mutta kaiken kaasun puristuessa niin pieneksi tilavuudeksi, se kuumenee valtavasti.
Joskus, jos voimakkaiden magneettisten voimien sekoitus on oikein, kaasuvirrat voivat pyöriä mustan aukon ympärillä välttäen tuskin välttämättömyyttä tapahtumahorisontin alla, tuulet ja pyöriä ympäri, räjäyttäen lopulta alueelta pitkän, ohuen muodossa jet.
Tämä suihku kuluttaa paljon energiaa. Tarpeeksi energiaa koko galaksin ytimen lämmittämiseen, estäen edelleen jäähtymistä.
Jos tämä ei ole tarpeeksi hyvä, voimakkaan kuuman kaasun lähettämä äärimmäinen säteily, kun sitä ajataan alas mustan aukon syvennykseen, voi räjähtää ympäristöönsä, tarjoamalla enemmän kuin tarpeeksi lämpöä jäähtymään - ja jopa kääntämään - viileän kaasun virtaukset .
Voi olla.
Tämä skenaario on ehdottomasti houkutteleva, koska se on a) todella yleinen ja b) todella voimakas. Ensi silmäyksellä se on täydellinen klinkeri, mutta luonto, kuten tavallista, tapa muuttua ilkeäksi. Ongelmana on, että mustien reikien syöttäminen on uskomattoman monimutkaista järjestelmää, jossa kaikenlaiset fysikaaliset prosessit sekoittuvat keskenään, mikä tekee niistä vaikeaa tutkia.
Ja etkö tiedä sitä, kun yritämme simuloida näitä skenaarioita tietokoneella seuraamalla fysiikkaa parhaalla mahdollisella tavalla ja parhaiten ymmärtämällä, meillä on paljon vaikeuksia saada oikeat määrät energiaa oikeaan paikkaan. Joskus galaksit vain jäähtyvät. Joskus he räjähtävät. Joskus ne vaihtelevat edestakaisin lämmityksen ja jäähdytyksen välillä liian nopeasti.
Vaikka meillä ei ole vielä täydellistä ja lopullista kuvaa, tutkijat etenevät tasaisesti, joskin hitaasti, ymmärtämään jättiläisten mustien reikien ja heidän isäntägalaksejensa suhdetta. Äskettäisessä lehdessä tutkijat käyttivät edistyneitä tietokonesimulaatioita yrittäessään tutkia koko kuvaa, mukaan lukien mahdollisimman suuri osa yksityiskohtaisesta fysiikasta.
He huomasivat, että kun kyse on näistä fantastisista prosesseista, joissa luonnon mahtava raakavoima on kaikkein raaka-arvoisimmillaan. Toki voimakkaalla säteilyllä, jonka laskeva kaasu antaa, ja suihkukoneet, jotka karkaavat lähellä mustien reikien tappavaa pintaa, on rooli galaksien lämpötilan säätelyssä. Mutta he usein epäonnistuvat, soveltaen energiansa väärin vääriin paikkoihin tai väärään aikaan.
Mutta säteily ja suihkukoneet eivät ole ainoita asioita, joita keskeiset supermassiiviset mustat aukot johtavat. Kosmiset säteet, pienet varautuneet hiukkaset, jotka kulkevat lähellä valon nopeutta, tulvavat maelstromin läheisyyteen. Ne auttavat kuljettamaan lämpöä mukavassa, tasaisessa, tasaisessa tahdissa pitäen galaksin syke normaalissa rytmissä.
Lisäksi siellä on hyvä vanhanaikainen turbulenssi, jossa on liikkuvia iskuaaltoja ja yleistä huonoa temperamenttia, jota keskellä olevat liekit aiheuttavat. Tämä turbulenssi tekee vain hienoa työtä estäen ympäröivän kaasun jäähtymästä kokonaan ja murtumasta tähtiä.
Joten tämä on se, täydellinen tarina? Ei tietenkään. Galaksit ovat eläviä, hengittäviä olentoja, joiden massiiviset painovoiman moottorit ajavat heidän sydäntään, ja toisiinsa sidottuja kaasuvirtauksia, jotka ovat muodostaneet voimakkaat - ja joskus eksoottiset - voimat. Se on vaikea tutkittava ongelma, mutta kiehtova, koska piilottamalla galaksien ja niiden mustien reikien välinen suhde, sellaisena kuin se välitetään viileän kaasun virtausten ja häiriöiden kautta, voimme yrittää avata tarinan galaksien evoluutiosta itse.
Lue lisää: “Kosmiset säteet tai turbulenssi voivat estää jäähdytysvirtauksia (jos lämpölämmitys tai momentti-injektio epäonnistuu)”
