Pre galaxie je relatívne ľahké vytvárať hviezdy. Začnite s partiou náhodných kvapiek plynu a prachu. Typicky budú tieto guľôčky dosť teplé. Ak ich chcete zmeniť na hviezdy, musíte ich vychladnúť. Uložením všetkého svojho tepla vo forme žiarenia sa môžu komprimovať. Vyhoďte viac tepla, viac komprimujte. Opakujte asi milión rokov.
Kusy plynného oblaku sa nakoniec zmršťujú a zmršťujú a stlačujú sa do úzkych uzlov. Ak sú hustoty vnútri týchto uzlov dostatočne vysoké, vyvolávajú jadrovú fúziu a voila: rodia sa hviezdy.
Keď pozorujeme masívne galaxie, vidíme obrovské množstvo röntgenového žiarenia, ktoré sa odráža od ich jadier. Toto žiarenie prirodzene odvádza teplo. Toto žiarenie prirodzene ochladzuje galaxie, najmä v ich jadrách. Preto by mal byť plyn v jadre stlačený a zmenšujúci sa objem. Okolitý materiál by si to mal všimnúť a spadnúť dolu za ním a zaliať sa do jadra.
A to nielen trochu: až tisíc slnečných hmôtza rok mali by sa zrútiť do jadier najmasívnejších galaxií, keď ochladzujú, ochladzujú a ochladzujú.
Toto obrovské ochladenie a stlačenie by malo, podľa všetkých práv, vyvolať obrovské množstvo tvorby hviezd. Koniec koncov, máte presne tie správne podmienky: veľa vecí sa ochladilo do malých vreciek.
Takže v týchto galaxiách s množstvom výstupu röntgenového žiarenia by sme mali vidieť, ako sa objavujú tony nových hviezd.
My nie.
To je problém.
Niečo musí udržiavať tieto galaxie v teple napriek veľkej strate tepla z ich röntgenovej emisie. Niečo musí zastaviť kompresiu plynu až na výrobu hviezd. Niečo musí udržať zhasnuté hviezdne svetlá.
Rovnako ako u väčšiny tajomstiev astronómie, existujú rôzne nápady, všetky s vlastnými silnými a slabými stránkami a žiadna z nich nie je úplne uspokojivá. Medzi rôzne mechanizmy, ktoré sa používajú na vysvetlenie tohto hádanky, patrí spätná väzba supernovy, silné nárazové vlny vyfúknuté obrovskými hviezdami, magnetické polia, ktoré sa haywire, a dokonca aj zmena samotného tvaru galaxie, aby sa zabránilo ďalšiemu ochladeniu.
Asi najjednoduchšou vecou sú supermasívne čierne diery, ktoré sa nachádzajú v strede galaxií. Keď sa plyn ochladzuje a prúdi dovnútra, vťahuje sa do čiernej diery. Masívny vír gravitačného sania hladovo vyživuje plyn a poháňa ho ďalej. Ale so všetkým tým plynom, ktorý sa komprimuje do tak malého objemu, sa ohreje ohromne.
Niekedy, ak je zmes silných magnetických síl v poriadku, môžu sa prúdy plynu otáčať okolo čiernej diery, sotva sa vyhnúť vyhýbaniu sa zabudnutiu pod horizont udalostí, vetru a krúteniu okolo, prípadne vytrysknutiu z oblasti v podobe dlhej, tenkej jet.
Tento prúd nesie veľa energie. Dostatok energie na zahriatie celého jadra galaxie, čím sa zabráni ďalšiemu ochladzovaniu.
Ak to nie je dosť dobré, extrémne žiarenie vyžarované intenzívnym horúcim plynom, keď sa dostane do dna čiernej diery, môže vytrysknúť do svojho okolia a poskytnúť viac než dostatok tepla na zastavenie - a dokonca aj spätné - toky chladného plynu. ,
Možno.
Tento scenár je určite príťažlivý, pretože je a) skutočne bežný ab) skutočne silný. Na prvý pohľad je to perfektný zviera, ale povaha, ako obvykle, je zvyk zvykom hnevať sa. Problém je v tom, že kŕmenie čiernymi dierami je fantasticky komplikovaný systém, pričom rôzne fyzikálne procesy sa navzájom miešajú, čo sťažuje štúdium.
A nevedeli by ste, že keď sa pokúsime simulovať tieto scenáre na počítači, sledujeme fyziku tak, ako vieme a čo najlepšie rozumieme, máme veľa problémov so získaním správneho množstva energie na správne miesta. Niekedy sa galaxie stále ochladzujú. Niekedy vyhodia do vzduchu. Niekedy kolísajú medzi ohrevom a chladením príliš rýchlo.
Aj keď zatiaľ nemáme úplný a konečný obraz, vedci dosahujú stabilný, aj keď pomalý pokrok v porozumení vzťahu medzi obrovskými čiernymi dierami a ich hostiteľskými galaxiami. V nedávnom článku vedci použili pokročilou počítačovú simuláciu, aby sa pokúsili preskúmať tento úplný obraz, vrátane čo najväčšej možnej detailnej fyziky.
Zistili, že pokiaľ ide o tieto fantastické procesy, ktoré majú úžasnú surovú silu prírody v jej najskrytejšej a najjemnejšej hmote. Intenzívne žiarenie emitované infúznym plynom a prúdy unikajúce z blízkosti smrteľného povrchu čiernych dier hrajú úlohu pri regulácii teploty galaxií. Často však zlyhávajú a nesprávne uplatňujú svoju energiu na nesprávnych miestach alebo v nesprávnych časoch.
Ale žiarenie a trysky nie sú jediné veci poháňané centrálnymi supermasívnymi čiernymi dierami. Kozmické lúče, malé nabité častice, ktoré sa pohybujú blízko rýchlosti svetla, zaplavujú okolie zmrzliny. Pomáhajú prenášať teplo pekným rovnomerným tempom a udržujú rytmus srdca v pravidelnom rytme.
Navyše sú tu dobré staromódne turbulencie, s valivými rázovými vlnami a všeobecným zlým temperamentom spôsobeným vzplanutiami v strede. Táto turbulencia robí skvelú prácu, aby zabránila úplnému ochladeniu okolitého plynu a jeho prepuknutiu do tvorby hviezd.
Je to tak, celý príbeh? Samozrejme, že nie. Galaxie sú živé, dýchajúce stvorenia, ktorých srdce poháňajú mohutné gravitačné motory a vzájomne prepletené toky plynu formované silnými - a niekedy aj exotickými - silami. Je to ťažký problém študovať, ale fascinujúci, pretože tým, že sa nám podarí zachytiť vzťah medzi galaxiami a ich čiernymi dierami, ktoré sú sprostredkované tokmi a prerušeniami studeného plynu, sa môžeme pokúsiť odomknúť príbeh samotnej evolúcie galaxií.
Čítať ďalej: „Kozmické lúče alebo turbulencie môžu potlačiť toky chladenia (v prípade zlyhania tepelného zahrievania alebo vstrekovania hybnosti)“
