Галактикам относительно легко создавать звезды. Начните с кучей случайных капель газа и пыли. Как правило, эти капли будут довольно теплыми. Чтобы превратить их в звезды, вы должны охладить их. Отводя все свое тепло в виде излучения, они могут сжиматься. Свалить больше тепла, сжать больше. Повторите в течение миллиона лет или около того.
В конце концов куски газового облака сжимаются и сжимаются, сжимаясь в узкие узкие узлы. Если плотности внутри этих узлов становятся достаточно высокими, они вызывают ядерный синтез и вуаля: звезды рождаются.
Когда мы наблюдаем массивные галактики, мы видим огромное количество рентгеновского излучения, вылетающего из их ядер. Это излучение естественным образом уносит тепло. Это излучение естественным образом охлаждает галактики, особенно в их ядрах. Таким образом, газ в активной зоне должен сжиматься и сжиматься в объеме. Окружающий материал должен заметить и упасть вниз за ним, вливаясь в ядро.
И не только немного: целых тысячи солнечных массв год Должно быть, коллапсирует в ядрах самых массивных галактик, так как они крутые, крутые, крутые.
Это огромное охлаждение и сжатие должно, по праву, вызвать огромное количество звездообразования. В конце концов, у вас есть совершенно правильные условия: множество вещей охлаждается в крошечные карманы.
Таким образом, в этих галактиках с большим количеством рентгеновского излучения мы должны видеть, как появляются новые звезды.
Мы не
Это проблема.
Что-то должно держать эти галактики в тепле, несмотря на большую потерю тепла от их рентгеновского излучения. Что-то должно помешать сжатию газа до образования звезд. Что-то должно удерживать звёздные огни выключенными.
Как и в случае с большинством загадок в астрономии, существуют различные идеи, все со своими сильными и слабыми сторонами, и ни одна из них не является полностью удовлетворительной. Множество механизмов, используемых для объяснения этой загадки, включают обратную связь сверхновой, мощные ударные волны, выдуваемые массивными звездами, магнитные поля, растущие по спирали, и даже изменение самой формы галактики для предотвращения дальнейшего охлаждения.
Возможно, самые простые вещи, которые можно обвинить, - это сверхмассивные черные дыры, которые расположены в центре галактик. Когда газ охлаждается и течет внутрь, он притягивается к черной дыре. Массивный всасывающий вихрь гравитации жадно подает газ, направляя его дальше вниз. Но со всем этим газом, сжимающимся в такой маленький объем, это нагревается, чрезвычайно.
Иногда, если сочетание сильных магнитных сил является правильным, потоки газа могут вращаться вокруг черной дыры, едва избегая забвения под горизонтом событий, ветра и закручивания вокруг, в конечном итоге вырываясь из области в виде длинного, тонкого струи.
Эта струя несет много энергии. Достаточно энергии, чтобы нагреть все ядро галактики, предотвращая дальнейшее охлаждение.
Если этого недостаточно, чрезмерное излучение, испускаемое интенсивным горячим газом, когда он попадает в глотку черной дыры, может взорваться в окружающей среде, обеспечивая более чем достаточно тепла, чтобы остановить - и даже обратить вспять - потоки холодного газа. ,
Может быть.
Этот сценарий определенно привлекателен, потому что он а) очень распространенный и б) действительно мощный. На первый взгляд, это идеальный довод, но природа, как обычно, как привычка становиться мерзкой. Проблема в том, что подпитывание черных дыр - это фантастически сложные системы, в которых смешиваются все виды физических процессов, что затрудняет их изучение.
И разве вы этого не знаете, когда мы пытаемся смоделировать эти сценарии на компьютере, следуя физике настолько хорошо, насколько можем и лучше всего понимаем, у нас много проблем с доставкой нужного количества энергии в нужные места. Иногда галактики просто продолжают охлаждаться. Иногда они взрываются. Иногда они слишком быстро колеблются между нагреванием и охлаждением.
Хотя у нас пока нет полной и окончательной картины, исследователи постепенно, хотя и медленно, добиваются прогресса в понимании взаимосвязи между гигантскими черными дырами и их галактиками. В недавней статье ученые использовали передовые компьютерные симуляции, чтобы попытаться изучить эту полную картину, включая как можно больше подробных физических данных.
Они обнаружили, что когда дело доходит до этих фантастических процессов, демонстрирующих удивительную природную силу природы в ее самом грубом, тонкости имеют значение. Несомненно, интенсивное излучение, испускаемое падающим газом и струями, вылетающими из-под смертельной поверхности черных дыр, играет роль в регулировании температуры галактик. Но они часто терпят неудачу, неправильно применяя свою энергию в неправильных местах или в неподходящее время.
Но радиация и струи - не единственные вещи, движущиеся центральными сверхмассивными черными дырами. Космические лучи, крошечные заряженные частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, затопляют окрестности водоворота. Они помогают переносить тепло в равномерном и равномерном темпе, поддерживая ритм сердца в регулярном ритме.
Кроме того, здесь есть старомодная турбулентность с катящимися ударными волнами и общим плохим темпераментом, вызванным вспышками в центре. Эта турбулентность делает прекрасную работу по предотвращению полного охлаждения окружающего газа и превращения в образование звезд.
Так это все, полная история? Конечно, нет. Галактики - это живые, дышащие существа с огромными двигателями гравитации, которые управляют их сердцами, и переплетенные потоки газа, сформированные мощными, а иногда и экзотическими силами. Это сложная проблема для изучения, но увлекательная, поскольку, определяя отношения между галактиками и их черными дырами, которые передаются через потоки и разрушения холодного газа, мы можем попытаться раскрыть историю эволюции галактики.
Подробнее: «Космические лучи или турбулентность могут подавлять охлаждающие потоки (когда происходит сбой теплового нагрева или инжекции импульса)»
