Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Nyfødte eller overlevende? Det uventede stof, der findes i fjendtlige sorte hulvind

Kredit:Northwestern University

Eksistensen af ​​et stort antal molekyler i vinde drevet af supermassive sorte huller i galaksernes centre har undret astronomer siden de blev opdaget for mere end et årti siden. Molekyler sporer de koldeste dele af rummet, og sorte huller er de mest energiske fænomener i universet, så at finde molekyler i sorte hulvind var som at opdage is i en ovn.

Astronomer satte spørgsmålstegn ved, hvordan noget kunne overleve varmen fra de energiske udstrømme, men en ny teori fra forskere i Northwestern Universitys Center for Tværfaglig Forskning og Udforskning i Astrofysik (CIERA) forudsiger, at disse molekyler slet ikke er overlevende, men helt nye molekyler, født i vinden med unikke egenskaber, der gør dem i stand til at tilpasse sig og trives i det fjendtlige miljø.

Teorien, offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , er værket af Lindheimer post-doktorand Alexander Richings, hvem udviklede computerkoden, der, for første gang, modelleret de detaljerede kemiske processer, der forekommer i interstellar gas accelereret af stråling udsendt under væksten af ​​supermassive sorte huller. Claude-André Faucher-Giguère, der studerer dannelse og udvikling af galakser som assisterende professor i Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences, er medforfatter.

"Når et sort hul vind fejer gas op fra sin værtsgalakse, gassen opvarmes til høje temperaturer, som ødelægger eksisterende molekyler, "Richings sagde." Ved at modellere den molekylære kemi i computersimuleringer af sorte hulvind, vi fandt ud af, at denne fejede gas efterfølgende kan afkøle og danne nye molekyler. "

Denne teori besvarer spørgsmål rejst af tidligere observationer foretaget med flere banebrydende astronomiske observatorier, herunder Herschel Space Observatory og Atacama Large Millimeter Array, et kraftigt radioteleskop placeret i Chile.

I 2015, astronomer bekræftede eksistensen af ​​energiske udstrømninger fra supermassive sorte huller fundet i midten af ​​de fleste galakser. Disse udstrømninger dræber alt på deres vej, udvisning af den mad - eller molekyler - der brænder for stjernedannelse. Disse vinde formodes også at være ansvarlige for eksistensen af ​​"røde og døde" elliptiske galakser, hvor ingen nye stjerner kan dannes.

Derefter, i 2017, astronomer observerede hurtigt bevægelige nye stjerner, der dannes i vinden - et fænomen, de troede ville være umuligt i betragtning af de ekstreme forhold i sorte huldrevne udstrømme.

Nye stjerner dannes fra molekylær gas, så Richings og Faucher-Giguères nye teori om molekyldannelse hjælper med at forklare dannelsen af ​​nye stjerner i vinde. Det fastholder tidligere forudsigelser om, at sorte hulvinde ødelægger molekyler ved første kollision, men forudsiger også, at nye molekyler - herunder brint, kulilte og vand - kan dannes i vindene selv.

"Det er første gang, at molekyldannelsesprocessen er blevet simuleret i detaljer, og efter vores opfattelse, det er en meget overbevisende forklaring på observationen af, at molekyler er allestedsnærværende i supermassive sorte hulvind, som har været et af de største udestående problemer på området, "Sagde Faucher-Giguère.

Richings og Faucher-Giguère forudsiger, at de nye molekyler, der dannes i vinden, er varmere og lysere i infrarød stråling sammenlignet med allerede eksisterende molekyler. Den teori vil blive sat på prøve, når NASA lancerer James Webb -rumteleskopet i foråret 2019. Hvis teorien er korrekt, teleskopet vil kunne kortlægge sorte huludstrømninger i detaljer ved hjælp af infrarød stråling.


Varme artikler