Az 1960-as évek során a tudósok egy hatalmas rádióforrást (Nyilas A * néven) fedeztek fel a Tejút központjában, amely később kiderült, hogy egy Supermassive Black Holes (SMBH). Azóta megtanultak, hogy ezek az SMBH-k a legnagyobb tömegű galaxisok központjában találhatók. Ezen fekete lyukak jelenléte is lehetővé teszi ezen galaxisok középpontjainak a normálnál nagyobb fényerőt - más néven. Aktív galaktikus nukleusok (AGN).
Az elmúlt években a csillagászok megfigyelték az AGN-k gyors molekuláris kiáramlását is, ami zavarba ejtette őket. Először is rejtély volt, hogy bármely részecske képes-e túlélni a fekete lyuk kiáramlásának hőjét és energiáját. De a Northwestern University kutatói által készített új tanulmány szerint ezek a molekulák valójában maguk a szelek születtek. Ez az elmélet segít megmagyarázni, hogy a csillagok hogyan alakulnak ki a szélsőséges környezetekben.
A tanulmány nemrégiben jelent meg A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései „A gyors molekuláris kiáramlás eredete kvazárokban: molekulák képződése AGN által vezérelt galaktikus szelekben”. A tanulmányt a Alexander J Richings és egyetemi docens Claude-André Faucher-Giguère az Északnyugati Egyetem Asztrofizikai Interdiszciplináris Kutatási és Feltárási Központjából (CIERA).
Tanulmányaik érdekében a Richings kifejlesztette az első számítógépes kódot, amely képes modellezni a csillagközi gázban zajló részletes kémiai folyamatokat, amelyeket felgyorsít az SMBH növekvő sugárzása. Eközben Claude-André Faucher-Giguère hozzájárult szakértelméhez, és karrierjét a galaxisok kialakulásának és fejlődésének tanulmányozásával töltötte. Ahogy Richings egy északnyugati sajtóközleményben kifejtette:
Amikor egy fekete lyukú szél felszívja a gázt a gazda galaxisából, a gázt magas hőmérsékletre hevítik fel, amely elpusztítja a létező molekulákat. A molekuláris kémia modellezésével a fekete lyukú szelek számítógépes szimulációjában azt találtuk, hogy ez a felszívott gáz később lehűlhet és új molekulákat képezhet. "
Az SMBH-kból származó energiakiáramlás meglétét először 2015-ben igazolták, amikor a kutatók az ESA-kat használják Herschel Űrmegfigyelőközpont és a japán / amerikai adatok Suzaku műhold megfigyelni egy IRAS F11119 + 3257 néven ismert galaxis AGN-jét. Az ilyen kiáramlás felelős a csillagközi gáz galaxiseinek elvezetéséért, amely megállítja az új csillagok kialakulását, és „vörös és halott” elliptikus galaxisokhoz vezethet.
Ezt 2017-ben követték olyan megfigyelésekkel, amelyek jelezték, hogy ezekben a kiáramlásokban gyorsan mozgó új csillagok alakulnak ki, amit a csillagászok korábban lehetetlennek tartottak a bennük lévő szélsőséges körülmények miatt. Annak elméletével, hogy ezek a részecskék valójában a fekete lyukú szelek, a Richings és a Faucher-Giguere sikerült megválaszolni az előző megfigyelések által felvetett kérdéseket.
Alapvetően elméletük megmagyarázza a múltban tett előrejelzéseket, amelyek első pillantásra ellentmondásosnak tűntek. Egyrészt fenntartja azt az előrejelzést, hogy a fekete lyukú szelek elpusztítják azokat a molekulákat, amelyekkel összeütköznek. Ugyanakkor azt is megjósolja, hogy ezekben a szelekben új molekulák alakulnak ki - beleértve a hidrogént, a szén-monoxidot és a vizet -, amelyek új csillagokat szülhetnek. Ahogy Faucher-Giguère kifejtette:
„Ez az első alkalom, hogy a molekulaképződés folyamatát teljesen részletesebben szimulálják, és véleményünk szerint ez egy nagyon meggyőző magyarázat arra a megfigyelésre, hogy a molekulák mindenütt jelen vannak a szupermasszív fekete lyukú szelekben, ami az egyik legfontosabb problémák a terepen. ”
Richings és Faucher-Giguère várják azt a napot, amikor elméletüket a következő generációs missziók megerősíthetik. Azt jósolják, hogy a fekete lyuk kiáramlásával képződött új molekulák fényesebbek lesznek az infravörös hullámhosszon, mint a már létező molekulák. Tehát amikor a James Webb Űrtávcső 2019 tavaszán az űrbe kerül, képes lesz előre részletezhetően feltérképezni ezeket a kiáramlásokat előzetes IR-eszközeivel.
A csillagászat jelenlegi korszakának egyik legizgalmasabb dolga az, ahogyan az új felfedezések világítják az évtizedek óta rejtélyeket. De amikor ezek a felfedezések olyan elméletekhez vezetnek, amelyek szimmetriát kínálnak azokhoz, amelyeket valaha úgy gondoltak, hogy nem bizonyító erejűek, akkor a helyzet különösen izgalmas lesz. Alapvetően azt tudatja velünk, hogy közelebb állunk az univerzum jobb megértéséhez!
