Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στους πυρήνες των πιο μαζικών γαλαξιών προκαλούν καταστροφή στο άμεσο περιβάλλον τους. Κατά τις πιο ενεργές φάσεις τους - όταν αναφλέγονται ως φωτεινά κβάζαρ - εκτοξεύουν εξαιρετικά ισχυρές και υψηλής ταχύτητας εκροές αερίου.
Αυτές οι εκροές μπορούν να σαρώνουν και να θερμαίνουν το υλικό, παίζοντας καθοριστικό ρόλο στο σχηματισμό και την εξέλιξη των μαζικών γαλαξιών. Όχι μόνο τους έχουν παρατηρήσει οι αστρονόμοι σε όλο το ορατό Σύμπαν, αλλά παίζουν επίσης βασικό συστατικό στα θεωρητικά μοντέλα.
Αλλά η φυσική φύση των ίδιων των εκροών υπήρξε ένα μακροχρόνιο μυστήριο. Ποιος φυσικός μηχανισμός αναγκάζει το αέριο να φτάσει σε τέτοιες υψηλές ταχύτητες και σε ορισμένες περιπτώσεις να αποβληθεί από τον γαλαξία;
Μια νέα μελέτη παρέχει τις πρώτες άμεσες ενδείξεις ότι αυτές οι εκροές επιταχύνονται από ενεργητικά αεροσκάφη που παράγονται από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Χρησιμοποιώντας το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή, μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Clive Tadhunter από το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, παρατήρησε τον κοντινό ενεργό γαλαξία IC 5063. Σε τοποθεσίες στον γαλαξία όπου τα αεροσκάφη του επηρεάζουν περιοχές πυκνού αερίου, το αέριο κινείται με εξαιρετικές ταχύτητες πάνω από 600.000 μίλια ανά ώρα.
"Μεγάλο μέρος του αερίου στις εκροές είναι με τη μορφή μοριακού υδρογόνου, το οποίο είναι εύθραυστο υπό την έννοια ότι καταστρέφεται σε σχετικά χαμηλές ενέργειες", δήλωσε ο Tadhunter σε δελτίο τύπου. «Θεωρώ εξαιρετικό ότι το μοριακό αέριο μπορεί να επιβιώσει επιταχύνοντας από πίδακες πολύ ενεργητικών σωματιδίων που κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός.
Καθώς τα αεροσκάφη ταξιδεύουν μέσα από τη γαλαξιακή ύλη, διαταράσσουν το περιβάλλον αέριο και δημιουργούν σοκ κύματα. Αυτά τα σοκ κύματα όχι μόνο επιταχύνουν το αέριο, αλλά και το θερμαίνουν. Η ομάδα εκτιμά ότι τα κύματα σοκ θερμαίνουν το αέριο σε θερμοκρασίες αρκετά υψηλές για να ιονίσουν το αέριο και να αποσυνδέσουν τα μόρια. Το μοριακό υδρογόνο σχηματίζεται μόνο στο σημαντικά ψυχρότερο αέριο μετά το σοκ.
«Υποψιαζόμασταν ότι τα μόρια πρέπει να ήταν σε θέση να αναμορφωθούν αφού το αέριο είχε ενοχληθεί εντελώς από την αλληλεπίδραση με ένα γρήγορο αεριωθούμενο πλάσμα», δήλωσε η Raffaella Morganti από το Ινστιτούτο Kapteyn στο Πανεπιστήμιο του Γκρόνινγκεν. «Οι άμεσες παρατηρήσεις μας για το φαινόμενο επιβεβαίωσαν ότι αυτή η ακραία κατάσταση μπορεί πράγματι να συμβεί. Τώρα πρέπει να εργαστούμε για να περιγράψουμε την ακριβή φυσική της αλληλεπίδρασης. "
Στον διαστρικό χώρο, μοριακό υδρογόνο σχηματίζεται στην επιφάνεια των κόκκων σκόνης. Αλλά σε αυτό το σενάριο, η σκόνη είναι πιθανό να έχει καταστραφεί στα έντονα κύματα σοκ. Ενώ είναι δυνατόν να σχηματιστεί μοριακό υδρογόνο χωρίς τη βοήθεια κόκκων σκόνης (όπως φαίνεται στο πρώιμο Σύμπαν), ο ακριβής μηχανισμός σε αυτήν την περίπτωση είναι ακόμα άγνωστος.
Η έρευνα βοηθά στην απάντηση μιας μακροχρόνιας ερώτησης - παρέχοντας τις πρώτες άμεσες ενδείξεις ότι τα αεριωθούμενα αεροσκάφη επιταχύνουν τις μοριακές εκροές που παρατηρούνται στους ενεργούς γαλαξίες - και ρωτά νέους.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Nature και είναι διαθέσιμα στο διαδίκτυο.
