A galaxisok szívében levő szupermasszív fekete lyukak forró, turbulens gázhullámokat robbanthatnak fel a kozmoszon keresztül, miközben a galaxiscsoportok életben maradnak a hővel.
És az asztrofizikusok először hiszik, hogy látják ezt a turbulenciát a cselekvés során.
Kísérletezzen be egy hatalmas galaxiscsoportba, és látja, hogy forró gáz kavarog a magjában, kitölti a csillagok és galaxisok közötti teret. De rejtély van ebben a gázban. Hogy marad olyan meleg? Az egyszerű modellek azt sugallják, hogy sokkal gyorsabban veszíthet energiát, mint ténylegesen, és hogy a gravitációnak körülbelül egymilliárd éven belül a teljes felhőt csillagokba kell kötnie. Ezek a csillagok viszont kiégnek, és a galaxis velük meghal. Az asztrofizikusok ezt a folyamatot katasztrofális hűtésnek hívják. De ez nem történik meg.
Kiderült, hogy 2005-ben a kutatók részleges magyarázatot találtak arra, hogy miért nem. Buborékokat képeztek azokban a sűrű gázfelhőkben, óriás üregekben az űrben - néhányuk olyan nagy, mint a Tejút. Ezek az óriási buborékok elmozdultak a galaktikus központok szupermasszív fekete lyukaitól, és a kutatók azt írták, hogy úgy tűnik, hogy megakadályozzák a katasztrofális lehűlést.
A kérdés azonban továbbra is fennmaradt: Hogyan továbbadódik az összes energia a buborékok körül a gázba? Az arXiv adatbázisban november 18-án közzétett új cikkben (a cikk még nem ment keresztül a hivatalos szakértői értékelési folyamaton) a kutatók a buborékok körüli turbulencia bizonyítékairól számolnak be: kavarog és örvények, amelyek kisebb örvényeket és örvényeket forognak, amelyek forognak még mindig kisebb kavargásokkal. Idővel az elmélet megy, hogy a kaotikus viselkedés eléri a mikroszkopikus szintet, ahol hőként eloszlik.
"A buborékot kanálként ábrázolhatja, amely keveri a forró teát" - mondta a tanulmány vezető szerzője, Yuan Li, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem asztrofizikusa a Live Science-nek.
A kanál a teának "ömlesztett mozgását" hozza létre, de húzza ki a kanalat, és észreveszi a folyadékban kisebb kavarogásokat, amelyek még kisebb örvényeket hoznak létre. Amikor az örvények abbahagyják a forgást, az azért van, mert energiájuk hővé alakul át - mondta. Az asztalon lévő bögrében a fűtés nem túl drámai; csak a keverés közben akarsz vizet forralni. De az űrben mozgó buborékok energiája sokkal intenzívebb, és úgy tűnik, hogy a turbulencia jelentős részét kinetikus energiává alakítja hőre.
Li és társszerzői nem tettek új megfigyeléseket a turbulencia megállapítására. Ehelyett a Perseus, az Abell 2597 és a Szűz galaxiscsoportokból már rendelkezésre álló adatokban fedezték fel.
A galaxisok közepén lévő felhőkön át hűvösebb gázszálak futnak át, mondta Li. Ez a hihetetlenül pontos, nagy felbontású adat lehetővé tette Li számára, hogy térképet készítsen arról, hogy az egyes pontokban milyen gyorsan és milyen irányban haladtak a gázok.
Ez a hőtérkép egyértelmű turbulenciamintát mutatott. "Turbulencia üzemmódban nagy örvények készítik a kis örvényeket, így még kisebb örvényeket készítenek. Van egy gyönyörű kaszkád" - mondta Li.
A "gyönyörű kaszkád" minden galaxis-klaszter központjában megjelent.
"Nem számítottam erre, senki sem várt rá" - mondta.
Még a legkisebb örvény is elképzelhetetlen méretben van, elég nagy ahhoz, hogy könnyen lenyelje a Naprendszerünket. Végül is, Li elmondta, mekkora mennyiségű sűrű "galaxisokkal teli szemetes dobozba" kerül sor. Brian McNamara, a 2005. évi Nature cikk vezető szerzője, amely először azt sugallta, hogy a buborékok melegíthetik ezeket a gázokat, azt mondta, hogy lenyűgözőnek találta az új eredményt, de fenntartásait fejezte ki.
"Ez mind nagyon érdekes. De véleményem szerint nem egyértelmű. Nem vagyok teljesen meggyőződve arról" - mondta McNamara a Live Science-nek. A kanadai Waterloói Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének elnöke, McNamara elmondta, hogy a legfontosabb kérdés az, hogy a Li és a kollégák kaszkádjai nem igazán felelnek meg annak, amit önmagában a turbulenciától elvárhatnának. Ez azt sugallja, hogy más hatások is működhetnek, írják a tanulmány szerzői, vagy talán van valami ismeretlen fizika, amely szabályozza a turbulencia viselkedését ezekben a szélsőséges körülmények között.
McNamara arra is kíváncsi volt, vajon a kutatók teljesen megkülönböztették-e a valódi turbulencia más típusú mozgásainak hatásait a gázokban.
Arra is rámutatott, hogy egyes teoretikusok azt gyanítják, hogy a turbulencia valójában inkább lehűti a gázt, mint melegíti.
Hozzátette: ez egy jó papír, amelyben sok jó kutató vesz részt.
"Azt hiszem, még több tennivaló van."
