Under 1960-talet upptäckte forskare en massiv radiokälla (känd som Skytten A *) i mitten av Vintergatan, som senare visade sig vara en Supermassive Black Holes (SMBH). Sedan dess har de lärt sig att dessa SMBH: er bor i centrum för de mest massiva galaxerna. Närvaron av dessa svarta hål är också det som tillåter centrum för dessa galaxer att ha en högre än normal ljusstyrka - alias. Aktiva galaktiska kärnor (AGN).
Under de senaste åren har astronomer också observerat snabba molekylära utflöden härrörande från AGN som lämnade dem förbryllade. För det första var det ett mysterium hur alla partiklar kunde överleva värmen och energin i ett svart hols utflöde. Men enligt en ny studie producerad av forskare från Northwestern University föddes dessa molekyler faktiskt i själva vindarna. Denna teori kan hjälpa till att förklara hur stjärnor bildas i extrema miljöer.
Studien dök nyligen in Månadsmeddelanden från Royal Astronomical Society under titeln ”Ursprunget för snabba molekylära utflöden i kvasarer: molekylbildning i AGN-driven galaktiska vindar.” Studien genomfördes av Alexander J Richings och lektor Claude-André Faucher-Giguère från Northwestern University Center for Interdisciplinary Research and Exploration in Astrophysics (CIERA).
För deras studie utvecklade Richings den första datorkoden som någonsin kan modellera de detaljerade kemiska processerna i interstellär gas som påskyndas av en växande SMBH-strålning. Samtidigt bidrog Claude-André Faucher-Giguère med sin expertis, efter att ha tillbringat sin karriär på att studera galaxernas bildning och utveckling. Som Richings förklarade i ett nordvästligt pressmeddelande:
”När en svart hålvind suger upp gas från värdgalaxen värms gasen upp till höga temperaturer, vilket förstör alla befintliga molekyler. Genom att modellera molekylkemin i datorsimuleringar av svarthålvindar, fann vi att denna uppblåsta gas därefter kan svalna och bilda nya molekyler. ”
Förekomsten av energiska utflöden från SMBHs bekräftades först 2015 när forskare använde ESA: s Herschel Space Observatory och data från Japan / USA Suzaku-satellit att observera AGN för en galax känd som IRAS F11119 + 3257. Sådana utflöden, bestämde de, ansvarar för dränering av galaxer av deras interstellära gas, vilket har en störande effekt på bildandet av nya stjärnor och kan leda till "röda och döda" elliptiska galaxer.
Detta följdes 2017 med observationer som indikerade att snabbt rörliga nya stjärnor bildades i dessa utflöden, något som astronomer tidigare ansåg vara omöjliga på grund av de extrema förhållandena som finns i dem. Genom att teoretisera att dessa partiklar faktiskt är produkten av svarthålvindar, rikningar och Faucher-Giguère har lyckats ta upp frågor som tagits upp av dessa tidigare observationer.
I huvudsak hjälper deras teori att förklara förutsägelser gjorda i det förflutna, som verkade motstridiga vid första anblicken. Å ena sidan upprätthåller det förutsägelsen att svarta hålvindar förstör molekyler som de kolliderar med. Men det förutspår också att nya molekyler bildas i dessa vindar - inklusive väte, kolmonoxid och vatten - som kan föda nya stjärnor. Som Faucher-Giguère förklarade:
”Det här är första gången molekylbildningsprocessen har simulerats i detalj, och enligt vår uppfattning är det en väldigt övertygande förklaring för observationen att molekyler är allestädes närvarande i supermassiva vindar i svart hål, vilket har varit en av de största framstående problem i fältet. ”
Richings och Faucher-Giguère ser fram emot dagen då deras teori kan bekräftas av nästa generations uppdrag. De förutspår att nya molekyler som bildas av utflöden av svart hål skulle vara ljusare i den infraröda våglängden än tidigare existerande molekyler. Så när James Webb rymdteleskop tar utrymme under våren 2019, kommer det att kunna kartlägga dessa utflöden i detalj med sina förskott IR-instrument.
En av de mest spännande sakerna med den nuvarande astronomitiden är hur nya upptäckter belyser decennier gamla mysterier. Men när dessa upptäckter leder till teorier som erbjuder symmetri till det som en gång ansågs vara inkongruösa bevis, är det när saker blir särskilt spännande. I grunden låter det oss veta att vi närmar oss en större förståelse av vårt universum!
