Supermassiivsed mustad augud galaktikate südames võivad kosmosest läbi puhuda kuuma, turbulentse gaasilaine, hoides galaktikaparve nende soojusega elus.
Ja esimest korda usuvad astrofüüsikud, et nad on näinud seda turbulentsi tegevuses.
Vaadake massiivsesse galaktikaparve ja näete, et selle keskmes keerleb kuum gaas, täites ruumi tähtede ja galaktikate vahel. Kuid selle gaasi osas on mõistatus. Kuidas see nii palavaks jääb? Lihtsad mudelid viitavad sellele, et see peaks kaotama energiat palju kiiremini kui tegelikult, ja gravitatsioon peaks kogu pilve siduma tähtedega umbes miljardi aasta jooksul pärast selle moodustumist. Need tähed omakorda põleksid läbi ja galaktika sureks koos nendega. Astrofüüsikud nimetavad seda protsessi katastroofiliseks jahutuseks. Kuid seda ei juhtu.
Selgub, et 2005. aastal leidsid teadlased osalise seletuse, miks mitte. Nad leidsid neis tihedates gaasipilvedes tekkivate mullide, kosmoses asuvate hiiglaslike õõnsuste - mõned sama suured kui Linnutee. Need hiiglaslikud mullid liikusid galaktiliste keskuste supermassiivsetest mustadest aukudest eemale ja teadlased omakorda kirjutasid, et need näivad takistavat katastroofilist jahutamist.
Kuid küsimus jäi: kuidas kogu see energia kandub mullide ümber gaasi? Uues artiklis, mis avaldati arXivi andmebaasis 18. novembril (see dokument ei ole veel ametlikku vastastikuse eksperdihinnangu protsessi läbinud), teatavad teadlased mullide ümber tekkiva turbulentsi kohta: keerised ja pöörised, mis keerutavad väiksemate keeriste ja pööriste vahel, mis keerlevad väiksemate keeriste pealt ikka. Aja jooksul levib teooria, et kaootiline käitumine jõuab mikroskoopilisele tasemele, kus see hajub soojusena.
"Võite mulli pildistada lusikaga, mis segab kuuma teed," rääkis uuringu juhtiv autor Yuan Li, Berkeley California ülikooli astrofüüsik Live Science'ile.
Lusikas loob teest suuremahulise liikumise, kuid tõmmake lusikas välja ja näete vedelikus moodustuvaid väiksemaid keeriseid, mis tekitavad veelgi väiksemaid pööriseid. Kui pöörised lõpetavad pöörlemise, on selle põhjuseks see, et nende energia on muutunud soojuseks, ütles ta. Teie laua kruusis pole küte eriti dramaatiline; tahaksite vett keeta, segades seda lihtsalt. Kuid ruumi kaudu liikuvate mullide energia on palju intensiivsem ja tundub, et turbulents muudab selle olulise osa kineetilisest energiast soojuseks.
Li ja tema kaasautorid ei teinud turbulentsi leidmiseks uusi tähelepanekuid. Selle asemel märkasid nad seda juba galaktikaparvede Perseuse, Abell 2597 ja Neitsi andmetes.
Li ütles, et pilvedest läbi nende galaktikate keskpunktis olevad jahedama gaasitihe kiud. Need uskumatult täpsed ja kõrge eraldusvõimega andmed võimaldasid Li-l teha kaardi, kui kiiresti gaas igas punktis liikus ja mis suunas.
See soojakaart näitas selget turbulentsi mustrit. "Turbulentsi režiimis on suured pöörised, mis muudavad väikesed pöörised veelgi väiksemaks. Teil on ilus kaskaad," rääkis Li.
"Ilus kaskaad" ilmus iga galaktikapargi keskpunkti.
"Ma ei oodanud seda, seda ei osanud keegi oodata," sõnas naine.
Isegi kõige väiksemad pöörised on siin kujuteldamatu ulatusega, piisavalt suured, et meie päikesesüsteemi hõlpsalt alla neelata. Lõppude lõpuks, Li ütles, et nad toimuvad tihedas koguses "galaktikaid täis prügikaste". Brian McNamara, 2005. aasta loodusajakirja juhtautor, kes esmakordselt pakkus, et mullid võiksid neid gaase soojendada, ütlesid, et ta leidis uue avastuse põnevana, kuid tal olid reservatsioonid.
"See kõik on väga huvitav. Kuid see pole minu meelest lõplik. Ma pole täiesti veendunud," rääkis McNamara Live Science'ile. Kanada Waterloo ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna juhataja McNamara ütles, et kõige olulisem on see, et Li ja kolleegide leitud kaskaadid ei vasta täpselt sellele, mida võiksite oodata ainuüksi turbulentsist. See lubab arvata, et muud mõjud võivad tööl olla, kirjutasid uuringu autorid või võib-olla on seal mõni tundmatu füüsika, mis reguleerib turbulentsi käitumist nendes ekstreemsetes tingimustes.
McNamara mõtiskles ka selle üle, kas teadlased olid tõelise turbulentsi tagajärjel täielikult eraldanud gaasides olevate muude liikumiste mõju.
Ta tõi ka välja, et mõned teoreetikud kahtlustavad, et turbulents võib gaasi jahutada rohkem, kui see seda soojendab.
Ta ütles, et see on hea paber, milles on palju häid teadlasi.
"Ma lihtsalt arvan, et teha on veel palju tööd."
