I løpet av 1960-tallet oppdaget forskere en massiv radiokilde (kjent som Skytten A *) i sentrum av Melkeveien, som senere ble avslørt for å være en Supermassive Black Holes (SMBH). Siden den gang har de fått vite at disse SMBH-ene er sentralt i de mest massive galaksene. Tilstedeværelsen av disse sorte hullene er også det som gjør at sentrene i disse galaksene kan ha en høyere lysstyrke enn normalt - også. Active Galactic Nuclei (AGNs).
I løpet av de siste årene har astronomer også observert raske molekylære utstrømninger fra AGN, noe som etterlot dem forundret. For det første var det et mysterium hvordan noen partikler kunne overleve varmen og energien i et svart hulls utstrømning. Men i følge en ny studie produsert av forskere fra Northwestern University, ble disse molekylene faktisk født i vinden selv. Denne teorien kan hjelpe til med å forklare hvordan stjerner dannes i ekstreme miljøer.
Studien dukket nylig opp i The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society under tittelen "Opprinnelsen til raske molekylære utstrømninger i kvasarer: molekyldannelse i AGN-drevne galaktiske vinder." Studien ble utført av Alexander J Richings og adjunkt Claude-André Faucher-Giguère fra Northwestern University's Center for Interdisciplinary Research and Exploration in Astrophysics (CIERA).
For studiens skyld utviklet Richings den første datakoden som noensinne er i stand til å modellere de detaljerte kjemiske prosessene i interstellar gass som akselereres av en voksende SMBHs stråling. I mellomtiden bidro Claude-André Faucher-Giguère sin ekspertise, etter å ha brukt sin karriere på å studere dannelsen og utviklingen av galakser. Som Richings forklarte i en nordvestlig pressemelding:
“Når en vind i svart hull feier opp gass fra vertsgalaksen, varmes gassen til høye temperaturer, noe som ødelegger alle eksisterende molekyler. Ved å modellere den molekylære kjemien i datasimuleringer av svart hullvind, fant vi at denne oppsvepte gassen deretter kan avkjøle og danne nye molekyler. ”
Eksistensen av energiske utstrømninger fra SMBHs ble først bekreftet i 2015, da forskere brukte ESA-ene Herschel Space Observatory og data fra japansk / USA Suzaku-satellitt å observere AGN for en galakse kjent som IRAS F11119 + 3257. Slik utstrømning, bestemte de, er ansvarlig for å drenere galakser av deres interstellare gass, noe som har en hindrende effekt på dannelsen av nye stjerner og kan føre til "røde og døde" elliptiske galakser.
Dette ble fulgt opp i 2017 med observasjoner som indikerte at raskt bevegelige nye stjerner dannet seg i disse utstrømmene, noe astronomer tidligere trodde var umulige på grunn av de ekstreme forholdene som er tilstede i dem. Ved å teoretisere at disse partiklene faktisk er et produkt av svart hullvind, Richings og Faucher-Giguère har klart å ta opp spørsmål reist av disse tidligere observasjonene.
I hovedsak hjelper deres teori med å forklare spådommer laget i fortiden, som virket motstridende ved første øyekast. På den ene siden opprettholder det spådommen om at svart hullvind ødelegger molekyler de kolliderer med. Imidlertid spår den også at det dannes nye molekyler i disse vindene - inkludert hydrogen, karbonmonoksid og vann - som kan føde nye stjerner. Som Faucher-Giguère forklarte:
"Dette er første gang molekyldannelsesprosessen er blitt simulert i full detalj, og etter vårt syn er det en veldig overbevisende forklaring for observasjonen at molekyler er allestedsnærværende i supermassive vinduer i svart hull, noe som har vært en av de største fremragende problemer i felt. ”
Richings og Faucher-Giguère ser frem til dagen da teorien deres kan bekreftes av neste generasjons oppdrag. De spår at nye molekyler dannet av utløp av svart hull ville være lysere i den infrarøde bølgelengden enn eksisterende molekyler. Så når James Webb romteleskop tar plass til våren 2019, vil den kunne kartlegge disse utstrømmene i detalj ved å bruke sine forhåndsinstrumenterte IR-instrumenter.
Noe av det mest spennende med den nåværende astronomitiden er måten nye funn kaster lys over flere tiår gamle mysterier. Men når disse oppdagelsene fører til teorier som tilbyr symmetri til det som en gang ble antatt å være inkongruøse bevis, er det når ting blir spesielt spennende. I utgangspunktet lar den oss vite at vi beveger oss nærmere en større forståelse av universet vårt!
