Galaktikatel on tähtede moodustamine suhteliselt lihtne. Alustage hunniku juhuslike gaasi- ja tolmupritsidega. Tavaliselt on need plekid üsna soojad. Et neid tähtedeks muuta, peate need maha jahutama. Visates kogu oma soojuse kiirguse kujul, saavad nad kokku suruda. Tühjendage rohkem kuumust, suruge rohkem kokku. Korrake umbes miljon aastat.
Lõpuks gaasipilve tükid kahanevad ja kahanevad, surudes end tihedateks väikesteks sõlmedeks. Kui tihedus nendes sõlmedes tõuseb piisavalt kõrgeks, käivitavad nad tuumasünteesi ja voila: tähed sünnivad.
Kui vaatleme massiivseid galaktikaid, näeme tohutul hulgal röntgenkiirgust kiirgamas nende tuuma. See kiirgus viib loomulikult soojuse ära. See radiatsioon jahutab galaktikaid, eriti nende tuumades. Niisiis, südamikus olev gaas peaks olema kokkusurutav ja kahanema. Ümbritsev materjal peaks seda tähele panema ja selle tagant alla kukkuma, suunates end südamikku.
Ja mitte ainult natuke: sama palju kui tuhat päikesemassiaastas peaks kokku varisema kõige massiivsemate galaktikate tuumadesse, kuna need jahutavad, jahutavad, jahutavad.
See tohutu jahutamine ja kokkusurumine peaks kõigi õiguste kohaselt käivitama tähtede moodustumise tohutul hulgal. Lõppude lõpuks on teil täpselt sobivad tingimused: palju kraami jahutatakse pisikesteks taskuteks.
Nii et nendes galaktikates, kus on palju röntgenikiirgust, peaksime nägema välja hüppavat tonni uusi tähti.
Me ei tee seda.
See on probleem.
Midagi peab hoidma neid galaktikaid soojas, hoolimata nende röntgenkiirgusest põhjustatud suurest soojuskadust. Midagi peab takistama gaasi täielikku kokkusurumist tähtede valmistamiseks. Midagi peab hoidma tähevalgust madalal.
Nagu enamiku astronoomia saladuste puhul, on ka mitmesuguseid ideid, millel on oma tugevad ja nõrgad küljed, ja ükski neist pole täiesti rahuldav. Selle keerukuse selgitamiseks kasutatavate mehhanismide hulka kuuluvad supernoova tagasiside, massiivsete tähtede puhutud võimsad lööklained, heinajuhtmest väljuvad magnetväljad ja isegi galaktika kuju muutmine, et vältida edasist jahtumist.
Võib-olla on kõige lihtsam süüdistada galaktikate keskel asuvaid ülimaitsvaid musti auke. Kui gaas jahtub ja voolab sissepoole, tõmbab see end musta auku. Massiivne imemisjõuline keeris toidab näljaselt gaasi, juhtides seda veelgi allapoole. Kuid kogu selle gaasi kokkusurumisel nii väikeseks mahuks soojeneb see tohutult.
Mõnikord, kui tugevate magnetjõudude segu on just õige, võivad gaasivoolud ümber musta augu ringi liikuda, vältides vaevalt sündmuse horisondi all unustamist, tuult ja keerist ringi, puhudes lõpuks piirkonnast välja pika õhukese õhukese õhu vormis reaktiivlennuk.
See joa kannab palju energiat. Piisavalt palju energiat kogu galaktika tuuma soojendamiseks, takistades edasist jahutamist.
Kui see pole piisavalt hea, võib intensiivse kuuma gaasi eralduv äärmuslik kiirgus, mis musta auku kuuli alla satub, plahvatada selle ümbrusest, pakkudes rohkem kui piisavalt soojust jaheda gaasi voogude peatamiseks - ja isegi vastupidiseks - .
Võib olla.
See stsenaarium on kindlasti ahvatlev, kuna see on a) väga tavaline ja b) väga võimas. Esmapilgul on see täiuslik klinker, kuid loodus, nagu tavaliselt, on harjumus vastikuks muutuda. Probleem on selles, et mustade aukude söötmine on fantastiliselt keeruline süsteem, kus kõikvõimalikud füüsikalised protsessid segunevad, mis muudab nende uurimise raskeks.
Ja kas sa ei teaks seda, kui proovime neid stsenaariume arvutis simuleerida, järgides füüsikat nii hästi kui suudame ja mis on kõige paremini mõistetav, on meil palju raskusi õigete energiakoguste õigesse kohta jõudmisega. Mõnikord püsivad galaktikad lihtsalt jahtumas. Mõnikord nad õhkavad. Mõnikord kõiguvad nad jahutamise ja jahutamise vahel liiga kiiresti.
Kuigi meil pole veel täielikku ja lõplikku pilti, teevad teadlased hiiglaslike mustade aukude ja nende vastuvõtvate galaktikate vaheliste suhete mõistmisel järjekindlat, ehkki aeglast arengut. Ühes hiljutises artiklis kasutasid teadlased täiustatud arvutisimulatsiooni abil täiustatud arvutisimulatsioone, mis hõlmasid võimalikult palju detailset füüsikat.
Nad leidsid, et kui rääkida nendest fantastilistest protsessidest, millel on looduse vinge toore jõud selle kõige toorematel peensusteni, siis need on olulised. Muidugi, sissetuleva gaasi eralduv intensiivne kiirgus ja mustade aukude surmava pinna lähedalt põgenevad joad mängivad rolli galaktikate temperatuuri reguleerimisel. Kuid nad ebaõnnestuvad sageli, rakendades oma energiat valesse kohta või valesse aega.
Kuid kiirgus ja joad pole ainukesed asjad, mida juhivad ülimaitsvad mustad augud. Kosmilised kiired, valguse kiiruse lähedal liikuvad pisikesed laetud osakesed ujutavad maelstromi lähiümbruse. Need aitavad soojust transportida mõnusas ühtlases ja ühtlases tempos, hoides galaktika südamelööke tavapärases rütmis.
Lisaks on olemas vanaaegne hea turbulents, koos veerevate lööklainetega ja üldise halva temperamendiga, mille taga on keskuse ärevus. See turbulents on väga hea töö, takistades ümbritseva gaasi täielikku jahtumist ja lõhkemist tähtede moodustumiseks.
Nii et see on see täielik lugu? Muidugi mitte. Galaktikad on elusad, hingavad olendid, nende südameid veavad massiivsed gravitatsioonimootorid ja põimunud gaasivood, mis on kujundatud võimsate - ja mõnikord ka eksootiliste - jõudude poolt. Seda on raske uurida, kuid põnev, kuna galaktikate ja nende mustade aukude vahelise suhte lahtimõtestamise kaudu, mida edastatakse jaheda gaasi voogude ja häirete kaudu, saame proovida lahti saada galaktika evolutsiooni loo enda kohta.
Loe lisaks: “Kosmilised kiired või turbulents võivad jahutusvoolu pärssida (kui termiline kuumutamine või impulsi sissepritse ebaõnnestub)”
