Za galaksije je relativno lako napraviti zvijezde. Započnite s gomilu nasumičnih mrlja plina i prašine. Ti bi mrlje obično bila topla. Da biste ih pretvorili u zvijezde, morate ih ohladiti. Ispuštanjem sve svoje topline u obliku zračenja mogu se komprimirati. Izbacite više topline, stisnite više. Ponavljajte milijun godina ili tako nešto.
Na kraju se komadi plinskog oblaka stisnu i stisnu, stisnuvši se u male čvrste čvorove. Ako se gustoća unutar tih čvorova dovoljno poveća, pokreće nuklearnu fuziju i voila: rađaju se zvijezde.
Kad promatramo ogromne galaksije, vidimo ogromne količine rendgenskog zračenja koje odjekuje iz njihovih jezgara. Ovo zračenje prirodno odvodi toplinu. Ovo zračenje prirodno hladi galaksije, posebno u njihovim jezgrama. Dakle, plin u jezgri trebao bi se komprimirati i smanjivati u volumenu. Okolni materijal trebao bi primijetiti i pasti se dolje iza njega, uvlačeći se u srž.
I ne samo malo: čak tisuću sunčevih masagodišnje trebalo bi se srušiti u jezgre najmasivnijih galaksija dok se hlade, hlade, hlade.
Ovo ogromno hlađenje i komprimiranje bi, prema svim pravima, trebalo pokrenuti ogromne količine zvijezda. Uostalom, imate upravo prave uvjete: puno stvari se ohladilo u malene džepove.
Dakle, u tim galaksijama s mnoštvom rendgenskih izlaza, trebali bismo vidjeti tone novih zvijezda.
Mi ne
To je problem
Nešto mora održavati ove galaksije toplim usprkos velikom gubitku topline od njihove X-zrake. Nešto mora zaustaviti plin da se komprimira sve do stvaranja zvijezda. Nešto mora uskratiti slabu svjetlost zvijezda.
Kao i kod većine misterija u astronomiji, postoje razne ideje, sve sa svojim snagama i slabostima, a nijedna od njih nije u potpunosti zadovoljavajuća. Raznolikost mehanizama koji se koriste za objašnjenje ove zagonetke uključuju povratne informacije supernove, snažne udarne valove koji su puhali masivne zvijezde, magnetska polja koja idu niz košulju, pa čak i mijenjanje samog oblika galaksije kako bi se spriječilo daljnje hlađenje.
Možda su najlakše stvari krive supermasivne crne rupe koje stoje u središtu galaksija. Kako se plin hladi i struji prema unutra, povlači se u crnu rupu. Ogromni usisavajući vrtlog gravitacije gladno se puni iz benzina, vodeći ga dalje. No, sa svim tim stlačivanjem plina u tako malom volumenu, on se zagrijava neizmjerno.
Ponekad, ako su mješavine jakih magnetskih sila sasvim prave, plinovi struje mogu se vrteti oko crne rupe, jedva izbjegavajući zaborav ispod horizonta događaja, vjetar i vijugaju oko sebe, na kraju eksplodirajući iz regije u obliku duge, tanke jet.
Ovaj mlaz nosi puno energije. Dosta energije za zagrijavanje cijele jezgre galaksije, sprječavajući daljnje hlađenje.
Ako to nije dovoljno dobro, ekstremno zračenje koje emitira intenzivni vrući plin dok se gura niz nasip crne rupe može eksplodirati u svojoj okolini, pružajući više nego dovoljno topline za zaustavljanje - pa čak i obrnuto - protoke hladnog plina ,
Može biti.
Ovaj je scenarij definitivno privlačan, jer je a) stvarno uobičajen i b) stvarno moćan. Na prvi pogled to je savršen klinac, ali priroda, kao i obično, kao navika da postaje gadno. Problem je u tome što su hranjenje crnih rupa fantastično komplicirani sustavi, s kojima se miješaju sve vrste fizičkih procesa, što ih čini teškim za proučavanje.
I, zar ne biste znali, kada pokušavamo simulirati te scenarije na računalu, slijedeći fiziku najbolje što možemo i najbolje razumijemo, imamo puno problema s pravom količine energije na pravim mjestima. Ponekad se galaksije samo hlade. Ponekad eksplodiraju. Ponekad oni prebrzo variraju između zagrijavanja i hlađenja.
Iako još nemamo potpunu i konačnu sliku, istraživači postižu stabilan, ako i spor, napredak u razumijevanju odnosa između divovskih crnih rupa i njihovih galaktika. U nedavnom su radu znanstvenici koristili napredne računalne simulacije kako bi pokušali ispitati tu cjelovitu sliku, uključujući što je moguće više detaljne fizike.
Otkrili su da kada su u pitanju ovi fantastični procesi koji predstavljaju čudesnu sirovinu prirode u njenom najjačem, suptilnosti. Sigurno, intenzivno zračenje koje dolazi od padajućeg plina i mlaznica koji bježe iz blizine smrtne površine crnih rupa igraju ulogu u reguliranju temperatura galaksija. Ali oni često ne uspiju, napajajući energiju na pogrešnim mjestima ili u kriva vremena.
Ali zračenje i mlazovi nisu jedine stvari koje pokreću središnje supermasivne crne rupe. Kozmičke zrake, sitne nabijene čestice koje putuju brzinom svjetlosti preplavljuju blizinu vrelina. Pomažu u prijenosu topline u lijepom ravnomjernom ritmu, održavajući ritam srca galaksije u pravilnom ritmu.
Osim toga, tu su dobre starinske turbulencije, s kotrljajućim se udarnim valovima i općim lošim temperamentom vođenim paljbama u središtu. Ova turbulencija čini dobar posao na sprečavanju okolnog plina da se potpuno ohladi i ne uđe u stvaranje zvijezda.
Je li to to, kompletna priča? Naravno da ne. Galaksije su živa bića koja dišu, a masivni motori gravitacije pokreću njihova srca i isprepleteni tokovi plina oblikovani snažnim - a ponekad i egzotičnim - silama. Teški je problem proučavati, ali fascinantan, jer fiksiranjem odnosa galaksija i njihovih crnih rupa, kako se komunicira kroz protoke i poremećaje hladnog plina, možemo pokušati otključati samu priču o evoluciji galaksije.
Pročitajte više: "Kozmički zraci ili turbulencije mogu suzbiti rashladne tokove (tamo gdje toplinski grijanje ili momentum ubrizgavanje nije uspjelo)"
