Kosmiczny gorący gaz, który wbrew logicznemu rozumowaniu nie ochładza się, od lat zastanawia astronomów. Teraz, dzięki badaniom dr Christiana Kaisera z University of Southampton i prof. Marcusa Bruggena z International University Bremen w Niemczech, okazało się, że energia tego gorącego gazu jest obecnie uzupełniana przez dżety emitowane przez czarne dziury.

Badania Kaisera i Bruggena, które zostały opublikowane 18 sierpnia w czasopiśmie ”Nature”, zawierały komputerowe symulacje burzliwych dżetów w gorącym gazie w gromadach galaktyk.

Gromady galaktyk tworzą się wtedy, gdy wielka chmura gazu zapada się pod wpływem własnej grawitacji i zawiera ona około 1000 galaktyk (takich jak np. nasza Droga Mleczna) i wielką ilość gorących resztek gazu. Te resztki świecą w promieniach X i w ten sposób możemy je namierzyć. Jednocześnie emisja ta powinna prowadzić do ochłodzenia się gazu i powstania nawet nowych galaktyk.

Reczywistość jednak jest inna. Kaiser i Bruggen odkryli jednak, że kluczem do rozwiązania zagadki są czarne dziury, znajdujące się we wnętrzu aktywnych galaktyk i w centrum wielu gromad galaktyk i dżety pochodzące od nich. Czarne dziury pochłaniają każdą materię, która znajdzie się odpowiednio blisko i w tym procesie uwalniają niewiarygodną ilość energii. Energia ta uwalniana jest w postaci bardzo wąskich strużek gazu, które poruszają się z prędkościami bliskimi prędkości światła. Są to tzw. dżety.

Dżety te mogą nieść ze sobą energię równą 10 miliardom supernowych. To jest znacznie więcej od energii potrzebnej do wspomnianego ogrzewania gazu w gromadach galaktyk.

Nasze rezultaty wskazują, że czarne dziury w aktywnych galaktykach zachowują się jak kosmiczne termostaty” – powiedział Kaiser. – ”Gorący gaz w gromadach galaktyk ochładza się, osiągając mniejsze temperatury i spływa ku centrum gromady. Tam czekają już czarne dziury. Pochłaniają one zimny gaz i energię z tego procesu emitują w postaci dżetów, które ponownie trafiają na gaz w gromadzie. To podgrzewa pozostały tam gaz i ”odpycha” go od centrum gromady. W taki sposób czarne dziury pozbywają się energii. Czekają one na następną porcję gazu, który ponownie ochłodzi się w wyniku emisji promieniowania X. I proces zacznie się od nowa”.

Do badań zostały użyte jedne z najlepszych programów służących do symulacji i jedne z najlepszych komputerów z UK Astrophysical Fluids Facility z University of Leicester.

Naukowcy kontynuują badania, aby zbadać jak najwięcej szczegółów dotyczących kosmicznych termostatów.

Autor

Zbigniew Artemiuk