В 1960-х годах ученые обнаружили массивный радиоисточник (известный как Стрелец А * ) в центре Млечного Пути, который, как позже выяснилось, был Сверхмассивные черные дыры (SMBH). С тех пор они узнали, что эти сверхмассивные чёрные дыры находятся в центре самых массивных галактик. Наличие этих черных дыр также позволяет центрам этих галактик иметь более высокую светимость, чем обычно, - иначе говоря. Активные ядра галактик (AGN).
В последние несколько лет астрономы также наблюдали быстрые молекулярные оттоки, исходящие от AGN, что оставило их в недоумении. Во-первых, это была загадка, как частицы могли выжить в тепле и энергии истечения черной дыры. Но согласно новому исследованию, проведенному учеными из Северо-Западный университет , эти молекулы на самом деле родились внутри самих ветров. Эта теория может помочь объяснить, как звезды образуются в экстремальных условиях.
Исследование недавно появилось вЕжемесячные уведомления Королевского астрономического обществапод заголовком « Происхождение быстрых молекулярных оттоков в квазарах: образование молекул в галактических ветрах, вызванных АЯГ . » Исследование было проведеноПостдокторант Линдхеймера Александр Дж. Ричингс и доцентКлод-Андре Фошер-Жигер из Северо-Западного университета Центр междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA) .
Художник изображает ветер черной дыры, уносящий галактический газ. Предоставлено: ESA.
Ради своего исследования Ричингс разработал первый в мире компьютерный код, способный детально моделировать химические процессы в межзвездном газе, которые ускоряются растущим излучением сверхмассивной чёрной дыры. Тем временем Клод-Андре Фошер-Жигер поделился своим опытом, посвятив свою карьеру изучению образования и эволюции галактик. Как объяснил Ричингс в своей северо-западной пресс-релиз :
«Когда ветер черной дыры уносит газ из родительской галактики, газ нагревается до высоких температур, которые разрушают все существующие молекулы. Моделируя молекулярную химию в компьютерном моделировании ветров черной дыры, мы обнаружили, что этот уносимый газ может впоследствии охлаждаться и образовывать новые молекулы ».
Впервые подтверждено существование оттоков энергии из сверхмассивных чёрных дыр. в 2015 году , когда исследователи использовали Космическая обсерватория Гершеля и данные из Японии / США Спутник Сузаку для наблюдения AGN галактики, известной как IRAS F11119 + 3257. Они определили, что такие оттоки ответственны за истощение межзвездного газа из галактик, что оказывает сдерживающее влияние на образование новых звезд и может привести к появлению «красных и мертвых» эллиптических галактик.
Это было продолжено в 2017 году с наблюдениями, которые показали, что в результате этих потоков образуются быстро движущиеся новые звезды, что раньше астрономы считали невозможным из-за экстремальных условий, существующих внутри них. Рассуждая о том, что эти частицы на самом деле являются продуктом ветров черной дыры, Ричингса иFaucher-Giguère удалось ответить на вопросы, поднятые этими предыдущими наблюдениями.
Художественная концепция Стрельца А, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения.
По сути, их теория помогает объяснить сделанные в прошлом предсказания, которые на первый взгляд казались противоречивыми. С одной стороны, это подтверждает предсказание о том, что ветры черной дыры разрушают молекулы, с которыми сталкиваются. Однако он также предсказывает, что внутри этих ветров образуются новые молекулы, в том числе водород, окись углерода и вода, которые могут дать начало новым звездам. Как Фошер-Жигер объяснил :
«Это первый случай, когда процесс образования молекул был смоделирован во всех деталях, и, на наш взгляд, это очень убедительное объяснение того наблюдения, что молекулы повсеместно встречаются в ветрах сверхмассивных черных дыр, что было одним из важнейших выдающихся моментов. проблемы в этой области ».
Ричингс и Фошер-Жигер с нетерпением ждут того дня, когда их теория будет подтверждена в миссиях нового поколения. Они предсказывают, что новые молекулы, образованные истечением черных дыр, будут ярче в инфракрасном диапазоне, чем уже существующие молекулы. Итак, когда Космический телескоп Джеймса Уэбба отправится в космос весной 2019 года, он сможет детально отобразить эти оттоки с помощью своих передовых ИК-инструментов.
Одна из самых захватывающих вещей в нынешней эпохе астрономии - это то, как новые открытия проливают свет на загадки давние десятилетия назад. Но когда эти открытия приводят к теориям, которые предлагают симметрию того, что когда-то считалось несочетаемым свидетельством, именно тогда все становится особенно захватывающим. По сути, это дает нам понять, что мы приближаемся к большему пониманию нашей Вселенной!
Дальнейшее чтение: Северо-Западный университет , MNRAS