A legnagyobb tömegű galaxisok magjában levő szupermasszív fekete lyukak pusztítják el közvetlen környezetüket. A legaktívabb fázisuk során - amikor világító kvazárként gyulladnak meg - rendkívül erőteljes és nagy sebességű gázkiáramlást indítanak el.
Ezek a kiáramlások felszaporíthatják és felmelegíthetik az anyagot, kulcsszerepet játszva a hatalmas galaxisok kialakulásában és fejlődésében. A csillagászok nemcsak a látható világegyetemben figyelték meg őket, hanem az elméleti modellek kulcseleme is.
De maguk a kiáramlások fizikai jellege régóta rejtély. Milyen fizikai mechanizmus miatt a gáz eléri ilyen nagy sebességet, és bizonyos esetekben ki lehet vezetni a galaxisból?
Egy új tanulmány az első közvetlen bizonyíték arra, hogy ezeket a kiáramlásokat felgyorsítják a szupermasszív fekete lyuk által előállított energetikai fúvókák.
A chilei nagyon nagy távcsövet használva, a csillagászok egy csapata, amelyet Clive Tadhunter vezet a Sheffield Egyetemen, megfigyelte a közeli aktív galaxist, az IC 5063-at. A galaxis olyan helyein, ahol a fúvókák sűrű gázrészekre hatnak, a gáz rendkívüli sebességgel mozog. óránként több mint 600 000 mérföld.
"A kiáramló gázok nagy része molekuláris hidrogén formájában van, amely törékeny abban az értelemben, hogy viszonylag alacsony energiával elpusztul" - mondta Tadhunter a sajtóközleményben. Rendkívülinek tartom, hogy a molekuláris gázt túlélni tudja a fénysebesség közelében mozgó, nagyon energikus részecskék fúvója által.
Ahogy a fúvókák áthaladnak a galaktikus anyagon, lebontják a környező gázt és sokkhullámokat generálnak. Ezek a sokkhullámok nem csak felgyorsítják a gázt, hanem melegítik is. A csapat becslései szerint a sokkhullámok olyan magas hőmérsékletre hevítik fel a gázt, hogy ionizálják a gázt és elbontják a molekulákat. A molekuláris hidrogén csak a lényegesen hidegebb sokk utáni gázban képződik.
"Gyanítottuk, hogy a molekuláknak képeseknek voltak megreformálni, miután a gázt teljesen felborította a gyors plazmafúvóka kölcsönhatása" - mondta Raffaella Morganti a Kapteyn Institute Groningeni Egyetemen. „A jelenség közvetlen megfigyelései megerősítették, hogy ez a szélsőséges helyzet valóban előfordulhat. Most meg kell dolgoznunk a kölcsönhatás pontos fizikájának leírását. ”
Csillagközi térben a por szemcsék felületén molekuláris hidrogén képződik. De ebben a forgatókönyvben a port valószínűleg elpusztították az intenzív sokkhullámok. Noha a molekuláris hidrogén porszemcsék nélkül képződhet (amint azt a korai világegyetemben láthattuk), a pontos mechanizmus ebben az esetben még nem ismert.
A kutatás segít megválaszolni egy régóta fennálló kérdést - megadva az első közvetlen bizonyítékot arra, hogy a fúvókák felgyorsítják az aktív galaxisokban tapasztalt molekuláris kiáramlásokat -, és újakat kér fel.
Az eredményeket a Nature közzétették, és online elérhetők.
