A legtöbb hatalmas galaxis magjában található szupermasszív fekete lyukak pusztítást végeznek közvetlen környezetükben. Legaktívabb fázisaik során – amikor világító kvazárként meggyulladnak – rendkívül erős és nagy sebességű gázkiáramlást indítanak el.
Ezek a kiáramlások felsöpörhetik és felmelegíthetik az anyagokat, és kulcsszerepet játszanak a hatalmas galaxisok kialakulásában és fejlődésében. A csillagászok nemcsak a látható Univerzumban figyelték meg őket, hanem kulcsfontosságú szerepet játszanak az elméleti modellekben is.
Maguk a kiáramlások fizikai természete azonban régóta rejtély. Milyen fizikai mechanizmus okozza, hogy a gáz ilyen nagy sebességet ér el, és bizonyos esetekben kilökődik a galaxisból?
Egy új tanulmány szolgáltatja az első közvetlen bizonyítékot arra, hogy ezeket a kiáramlásokat a szupermasszív fekete lyuk által keltett energikus sugár felgyorsítja.
A Chilében található Very Large Telescope segítségével a Sheffieldi Egyetem Clive Tadhunter vezette csillagászcsoport megfigyelte a közeli, aktív IC 5063 galaxist. A galaxis azon helyein, ahol a sugarai sűrű gázterületekre ütköznek, a gáz rendkívüli sebességgel mozog. több mint 600 000 mérföld per óra.
'A kiáramló gáz nagy része molekuláris hidrogén formájában van, ami sérülékeny abban az értelemben, hogy viszonylag alacsony energián megsemmisül' - mondta Tadhunter. sajtóközlemény. „Rendkívülinek találom, hogy a molekuláris gáz túléli a fénysebességgel közel mozgó, nagy energiájú részecskék sugárainak felgyorsítását.
Ahogy a sugarak áthaladnak a galaktikus anyagon, megzavarják a környező gázt, és lökéshullámokat generálnak. Ezek a lökéshullámok nemcsak felgyorsítják a gázt, hanem fel is melegítik. A csapat becslése szerint a lökéshullámok elég magas hőmérsékletre melegítik fel a gázt ahhoz, hogy ionizálják a gázt és disszociálják a molekulákat. Molekuláris hidrogén csak a lényegesen hidegebb sokk utáni gázban képződik.
„Azt gyanítottuk, hogy a molekuláknak meg kellett újulniuk, miután a gázt teljesen felborította a gyors plazmasugárral való kölcsönhatás” – mondta Raffaella Morganti, a Groningeni Egyetem Kapteyn Intézetének munkatársa. „A jelenséggel kapcsolatos közvetlen megfigyeléseink megerősítették, hogy ez az extrém helyzet valóban előfordulhat. Most azon kell dolgoznunk, hogy leírjuk a kölcsönhatás pontos fizikáját.”
A csillagközi térben a porszemcsék felületén molekuláris hidrogén képződik. Ebben a forgatókönyvben azonban a por valószínűleg megsemmisült az intenzív lökéshullámokban. Míg a molekuláris hidrogén képződhet porszemcsék nélkül is (amint az a korai Univerzumban látható), a pontos mechanizmus ebben az esetben még mindig ismeretlen.
A kutatás segít megválaszolni egy régóta fennálló kérdést – az első közvetlen bizonyítékot szolgáltatva arra, hogy a fúvókák felgyorsítják az aktív galaxisokban megfigyelhető molekuláris kiáramlást – és új kérdéseket tesz fel.
Az eredményeket a Nature-ben tették közzé, és azok online elérhető.
