В 1960-х годах ученые обнаружили массивный радиоисточник (известный как Стрелец A *) в центре Млечного Пути, который позже был обнаружен как сверхмассивные черные дыры (SMBH). С тех пор они узнали, что эти SMBH находятся в центре самых массивных галактик. Наличие этих черных дыр также позволяет центрам этих галактик иметь более высокую, чем обычно, яркость - иначе говоря. Активные галактические ядра (АГН).
В последние несколько лет астрономы также наблюдали быстрые молекулярные оттоки, исходящие из AGN, что вызывало у них недоумение. С одной стороны, было загадкой, как любые частицы могут пережить тепло и энергию истечения черной дыры. Но согласно новому исследованию, проведенному учеными из Северо-Западного университета, эти молекулы фактически родились в самих ветрах. Эта теория может помочь объяснить, как звезды образуются в экстремальных условиях.
Исследование недавно появилось в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества под названием «Происхождение быстрых молекулярных оттоков в квазарах: образование молекул в управляемых AGN галактических ветрах». Исследование проводилось Александр Дж. Ричингс и доцент Клод-Андре Фошер-Жигер из Центра междисциплинарных исследований и исследований в астрофизике Северо-Западного университета (CIERA).
Ради своего исследования Ричингс разработал первый в мире компьютерный код, способный моделировать подробные химические процессы в межзвездном газе, которые ускоряются растущей радиацией SMBH. Тем временем Клод-Андре Фошер-Жигер поделился своим опытом, посвятив свою карьеру изучению образования и эволюции галактик. Как объяснил Ричингс в северо-западном пресс-релизе:
«Когда ветер из черной дыры выдувает газ из своей галактики, газ нагревается до высоких температур, которые разрушают любые существующие молекулы. Моделируя молекулярную химию при компьютерном моделировании ветров черных дыр, мы обнаружили, что этот поглощенный газ может впоследствии охлаждаться и образовывать новые молекулы ».
Существование энергетических оттоков из SMBHs было впервые подтверждено в 2015 году, когда исследователи использовали ESA Гершельская космическая обсерватория и данные из Японии / США Спутник Suzaku наблюдать за AGN галактики, известной как IRAS F11119 + 3257. Они выяснили, что такие истечения ответственны за истощение галактик из их межзвездного газа, что оказывает сдерживающее влияние на образование новых звезд и может привести к появлению «красных и мертвых» эллиптических галактик.
В 2017 году за этим последовали наблюдения, которые показали, что в этих потоках образовались быстро движущиеся новые звезды, что ранее считалось астрономами невозможным из-за экстремальных условий, присутствующих в них. Предполагая, что эти частицы на самом деле являются продуктом ветров черной дыры, Ричингс и Faucher-Giguere удалось ответить на вопросы, поднятые этими предыдущими наблюдениями.
По сути, их теория помогает объяснить прогнозы, сделанные в прошлом, которые на первый взгляд оказались противоречивыми. С одной стороны, он поддерживает прогноз, что ветры черных дыр разрушают молекулы, с которыми они сталкиваются. Тем не менее, он также предсказывает, что в этих ветрах образуются новые молекулы, в том числе водород, угарный газ и вода, которые могут породить новые звезды. Как объяснил Faucher-Giguère:
«Это первый раз, когда процесс образования молекулы был смоделирован во всех деталях, и, на наш взгляд, это очень убедительное объяснение наблюдения, что молекулы повсеместно распространяются при сверхмассивных ветрах черных дыр, которые были одним из главных выдающихся проблемы на местах ».
Richings и Faucher-Giguère с нетерпением ждут того дня, когда их теория может быть подтверждена миссиями следующего поколения. Они предсказывают, что новые молекулы, образованные истечением черных дыр, будут более яркими в инфракрасном диапазоне, чем уже существующие молекулы. Итак, когда Космический телескоп Джеймса Вебба Весной 2019 года он выйдет в космос, он сможет детально отобразить эти потоки, используя свои передовые ИК-инструменты.
Одна из самых захватывающих вещей в современной эре астрономии - это то, как новые открытия проливают свет на загадочные тайны. Но когда эти открытия приводят к теориям, которые предлагают симметрию тому, что когда-то считалось несоответствующим доказательством, тогда вещи становятся особенно захватывающими. По сути, это дает нам понять, что мы приближаемся к большему пониманию нашей Вселенной!
