Supermasivne crne rupe u jezgrama najmasivnijih galaksija pustoš su u njihovoj neposrednoj okolini. Tijekom svojih najaktivnijih faza - kada se zapale kao svjetlosni kvazari - oni pokreću iznimno snažne i velike brzine odljeva plina.
Ti odljevi mogu pomesti i zagrijati materijal, igrajući ključnu ulogu u stvaranju i razvoju masivnih galaksija. Astronomi ih nisu samo promatrali kroz vidljivi Svemir, već igraju ključni sastojak u teorijskim modelima.
Ali fizička priroda samih odljeva bila je dugogodišnja misterija. Koji fizički mehanizam uzrokuje da plin postigne tako velike brzine, a u nekim slučajevima bude protjeran iz galaksije?
Nova studija daje prve izravne dokaze da se ti odljevi ubrzavaju energetskim mlazovima proizvedenim od supermasivne crne rupe.
Koristeći vrlo veliki teleskop u Čileu, tim astronoma pod vodstvom Clivea Tadhuntera sa sveučilišta Sheffield promatrao je obližnju aktivnu galaksiju IC 5063. Na mjestima u galaksiji gdje njeni mlazovi utječu na regije guste plinove, plin se kreće izvanrednom brzinom od preko 600 000 milja na sat.
"Veliki dio plina u odljevima nalazi se u obliku molekularnog vodika, koji je krhak u smislu da se uništava pri relativno niskim energijama", rekao je Tadhunter u priopćenju za javnost. „Čini mi se izvanrednim da molekulski plin može preživjeti ubrzavajući se mlazima visokoenergetskih čestica koje se kreću brzinom svjetlosti.
Dok mlazovi putuju galaktičkom materijom, oni razaraju okolni plin i stvaraju udarne valove. Ti udarni valovi ne samo da ubrzavaju plin, već ga i zagrijavaju. Tim procjenjuje da udarni valovi zagrijavaju plin do dovoljno visokih temperatura da ioniziraju plin i disociraju molekule. Molekularni vodik nastaje samo u znatno hladnijem plinu nakon udara.
"Sumnjali smo da su se molekule morale moći reformirati nakon što je plin bio potpuno uznemiren interakcijom s brzim mlazom plazme", rekla je Raffaella Morganti sa Sveučilišta Kapteyn, Groningen Institute. „Naša izravna opažanja fenomena potvrdila su da se ova ekstremna situacija doista može dogoditi. Sada moramo raditi na opisivanju točne fizike interakcije. "
U međuzvjezdanom prostoru na površini zrna prašine formira se molekularni vodik. Ali u ovom scenariju, prašina je vjerojatno uništena u jakim udarnim valovima. Iako je moguće da se molekularni vodik formira bez pomoći zrna prašine (kao što se vidjelo u ranom Svemiru), točan mehanizam u ovom slučaju još uvijek nije poznat.
Istraživanje pomaže odgovoriti na dugogodišnje pitanje - pružajući prve izravne dokaze da mlazovi ubrzavaju molekularne odljeve viđene u aktivnim galaksijama - i postavlja nova.
Rezultati su objavljeni u Natureu i dostupni su na mreži.
