Свръхмасивните черни дупки в сърцата на галактиките може да взривяват горещи, бурни вълни от газ през Космоса, поддържайки галактическите клъстери живи със своята топлина.
И за първи път астрофизиците смятат, че са виждали тази турбулентност в действие.
Погледнете в масивен галактически клъстер и ще видите горещ газ, който се завърта в сърцевината му, запълвайки пространството между звезди и галактики. Но има тайна за този газ. Как остава толкова горещо? Простите модели предполагат, че тя трябва да губи енергия много по-бързо от нея и гравитацията трябва да започне да свързва целия облак заедно с звезди в рамките на около милиард години от образуването му. Тези звезди от своя страна биха изгорили и галактиката щеше да умре заедно с тях. Астрофизиците наричат този процес "катастрофално охлаждане". Но това не се случва.
Оказва се, че през 2005 г. изследователите откриха частично обяснение защо не. Те откриха мехурчета, образуващи се в онези гъсти газови облаци, гигантски кухини в космоса - някои големи колкото Млечния път. Тези гигантски мехурчета се отдалечаваха от свръхмасивните черни дупки в галактическите центрове, а от своя страна, писаха изследователи, изглежда предотвратиха катастрофално охлаждане.
Остава обаче въпросът: как цялата тази енергия се прехвърля в газа около мехурчетата? В нов документ, публикуван в базата данни на arXiv 18 ноември (документът все още не е преминал официалния процес на партньорска проверка), изследователите съобщават доказателства за турбуленция около мехурчетата: вихри и вихри, които се въртят по-малки вихри и вихри, които се въртят все още по-малки вихри. С течение на времето теорията продължава, че хаотичното поведение достига микроскопично ниво, където се разсейва като топлина.
"Можете да представите балончето като лъжица, която разбърква горещия чай", казва водещият автор на изследването Юан Ли, астрофизик от Калифорнийския университет, Бъркли, пред Live Science.
Лъжицата създава "насипно движение" на чая, но издърпайте лъжицата и ще забележите по-малки вихри, образуващи се в течността, които създават още по-малки вихри. Когато вихрите престанат да се въртят, това е защото енергията им се е превърнала в топлина, каза тя. В халба на масата ви отоплението не е много драматично; бихте се борили да заври вода само като я разбъркате. Но енергията на мехурчетата, които се движат през пространството, е много по-интензивна и изглежда, че турбулентността преобразува значителна част от нея от кинетична енергия в топлина.
Ли и нейните съавтори не направиха никакви нови наблюдения, за да открият турбулентността. Вместо това те го забелязват във вече налични данни от галактическите клъстери Персей, Абел 2597 и Дева.
Нишките от по-хладна газова нишка през облаците в центровете на тези галактики, каза Ли. Тези невероятно точни данни с висока разделителна способност позволиха на Ли да направи карта колко бързо се движи газът във всяка точка и в каква посока.
Тази топлинна карта показа ясен модел на турбулентност. "В режим на турбуленция има големи вихри, които правят малки вихри, правят още по-малки вихри. Имате красива каскада", каза Ли.
„Красивата каскада“ се появи във всеки център на галактически клъстер.
"Не очаквах това, никой не очакваше това", каза тя.
Дори и най-малките вихри тук са в невъобразим мащаб, достатъчно големи, за да погълнат лесно нашата Слънчева система. В края на краищата, каза Ли, те се провеждат в каква сума на плътни "кошчета, пълни с галактики". Брайън Макнамара, водещ автор на документа за природата от 2005 г., който пръв предположи, че мехурчетата могат да затоплят тези газове, каза, че намира новата находка за завладяваща, но има резерви.
"Всичко това е много интересно. Но не ми е убедително. Не съм напълно убеден", каза Макнамара пред Live Science. Макнамара, която е председател на катедрата по физика и астрономия в канадския университет във Ватерло, заяви, че най-важният проблем е, че каскадите Ли и колегите, които са намерили, не съвпадат напълно с това, което бихте очаквали само от турбуленцията. Това предполага, че други ефекти могат да се окажат на работа, писаха авторите на изследването, или може би има някаква непозната физика, управляваща поведението на турбулентността в тези екстремни условия.
Макнамара също се зачуди дали изследователите напълно не са разграничили ефектите на други видове движения в газовете от истинска турбулентност.
Той също така посочи, че някои теоретици подозират, че турбуленцията всъщност може да охлажда газта повече, отколкото той го нагрява.
Всичко казано, добави той, това е добра книга с много добри изследователи.
"Просто мисля, че трябва да се свърши още работа."
