I løbet af 1960'erne opdagede forskere en massiv radiokilde (kendt som Skytten A *) i midten af Mælkevejen, som senere blev afsløret for at være en Supermassive Black Holes (SMBH). Siden da har de lært, at disse SMBH'er bor i midten af de mest massive galakser. Tilstedeværelsen af disse sorte huller er også det, der gør det muligt for centrene i disse galakser at have en højere end normal lysstyrke - alias. Aktive galaktiske kerner (AGN'er).
I de sidste par år har astronomer også observeret hurtige molekylære udstrømme fra AGN'er, hvilket efterlod dem forundrede. For det første var det et mysterium, hvordan eventuelle partikler kunne overleve varmen og energien i et sort huls udstrømning. Men ifølge en ny undersøgelse produceret af forskere fra Northwestern University, blev disse molekyler faktisk født inden i vinden selv. Denne teori kan hjælpe med at forklare, hvordan stjerner dannes i ekstreme miljøer.
Undersøgelsen dukkede op for nylig i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society under titlen "Oprindelsen af hurtige molekylære udstrømninger i kvasarer: molekyldannelse i AGN-drevne galaktiske vinde." Undersøgelsen blev udført af Alexander J Richings og adjunkt Claude-André Faucher-Giguère fra Northwestern University's Center for Interdisciplinary Research and Exploration in Astrophysics (CIERA).
Af hensyn til deres undersøgelse udviklede Richings den første nogensinde computerkode, der er i stand til at modellere de detaljerede kemiske processer i interstellar gas, der accelereres af en voksende SMBH's stråling. I mellemtiden bidrog Claude-André Faucher-Giguère sin ekspertise, efter at have tilbragt sin karriere med at studere dannelsen og udviklingen af galakser. Som Richings forklarede i en nordvestlig pressemeddelelse:
”Når en sort hulvind fejer gas fra sin værtsgalakse, opvarmes gassen til høje temperaturer, som ødelægger alle eksisterende molekyler. Ved at modellere molekylkemien i computersimuleringer af sorte hulvinde fandt vi, at denne opsugede gas efterfølgende kan afkøle og danne nye molekyler. ”
Eksistensen af energiske udstrømninger fra SMBH'er blev først bekræftet i 2015, da forskere brugte ESA'erne Herschel Space Observatory og data fra Japan / USA Suzaku satellit at observere AGN for en galakse kendt som IRAS F11119 + 3257. Sådanne udstrømninger, bestemte de, er ansvarlige for dræning af galakser af deres interstellare gas, som har en anhængende virkning på dannelsen af nye stjerner og kan føre til "røde og døde" elliptiske galakser.
Dette blev fulgt op i 2017 med observationer, der indikerede, at hurtigt bevægende nye stjerner dannede sig i disse udstrømninger, noget som astronomer tidligere mente var umulige på grund af de ekstreme forhold, der findes i dem. Ved at teoretisere, at disse partikler faktisk er et produkt af sorte hulvinde, richings og Faucher-Giguère har formået at tackle spørgsmål rejst af disse tidligere observationer.
I det væsentlige hjælper deres teori med at forklare forudsigelser foretaget i fortiden, som syntes modstridende ved første øjekast. På den ene side fastholder det forudsigelsen om, at sorte hulvind ødelægger molekyler, de kolliderer med. Imidlertid forudsiger det også, at der dannes nye molekyler i disse vinde - inklusive brint, kulilte og vand - som kan føde nye stjerner. Som Faucher-Giguère forklarede:
”Dette er første gang, at molekyledannelsesprocessen er simuleret i detaljer, og efter vores opfattelse er det en meget overbevisende forklaring på iagttagelsen af, at molekyler er allestedsnærværende i supermassive sorte hulvinde, hvilket har været en af de største fremragende problemer i marken. ”
Richings og Faucher-Giguère ser frem til den dag, hvor deres teori kan bekræftes af næste generations missioner. De forudsiger, at nye molekyler dannet af udstrømninger af sort hul ville være lysere i den infrarøde bølgelængde end de eksisterende molekyler. Så når James Webb-rumteleskop tager plads i foråret 2019, vil det være i stand til at kortlægge disse udstrømninger i detaljer ved hjælp af dets forudgående IR-instrumenter.
En af de mest spændende ting ved den nuværende astronomitid er måden, hvor nye opdagelser kaster lys over årtier gamle mysterier. Men når disse opdagelser fører til teorier, der tilbyder symmetri til det, der engang blev antaget at være uhensigtsmæssige beviser, er det, når ting bliver specielt spændende. Grundlæggende fortæller det os, at vi bevæger os nærmere en større forståelse af vores univers!
