In den 1960er Jahren entdeckten Wissenschaftler eine massive Radioquelle (bekannt als Sagittarius A *) im Zentrum der Milchstraße, die später als supermassive Black Holes (SMBH) entlarvt wurde. Seitdem haben sie erfahren, dass sich diese SMBHs im Zentrum der massereichsten Galaxien befinden. Das Vorhandensein dieser Schwarzen Löcher ermöglicht es den Zentren dieser Galaxien auch, eine höhere als die normale Leuchtkraft zu haben - auch bekannt als. Aktive galaktische Kerne (AGNs).
In den letzten Jahren haben Astronomen auch schnelle molekulare Abflüsse von AGNs beobachtet, die sie verwirrt haben. Zum einen war es ein Rätsel, wie Partikel die Hitze und Energie des Abflusses eines Schwarzen Lochs überleben konnten. Laut einer neuen Studie von Forschern der Northwestern University wurden diese Moleküle jedoch tatsächlich im Wind selbst geboren. Diese Theorie kann helfen zu erklären, wie sich Sterne in extremen Umgebungen bilden.
Die Studie erschien vor kurzem in Die monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society unter dem Titel "Der Ursprung schneller molekularer Abflüsse in Quasaren: Molekülbildung in AGN-getriebenen galaktischen Winden." Die Studie wurde durchgeführt von Alexander J Richings und Assistenzprofessor Claude-André Faucher-Giguère vom Zentrum für interdisziplinäre Forschung und Erforschung der Astrophysik der Northwestern University (CIERA).
Für ihre Studie entwickelte Richings den ersten Computercode, mit dem die detaillierten chemischen Prozesse in interstellarem Gas modelliert werden können, die durch die Strahlung eines wachsenden SMBH beschleunigt werden. In der Zwischenzeit brachte Claude-André Faucher-Giguère sein Fachwissen ein, nachdem er seine Karriere damit verbracht hatte, die Entstehung und Entwicklung von Galaxien zu studieren. Wie Richings in einer Pressemitteilung von Northwestern erklärte:
„Wenn ein Schwarzlochwind Gas aus seiner Wirtsgalaxie auffegt, wird das Gas auf hohe Temperaturen erhitzt, wodurch vorhandene Moleküle zerstört werden. Durch die Modellierung der molekularen Chemie in Computersimulationen von Schwarzlochwinden haben wir festgestellt, dass dieses aufgespülte Gas anschließend abkühlen und neue Moleküle bilden kann. “
Die Existenz energetischer Abflüsse aus SMBHs wurde erstmals 2015 bestätigt, als Forscher die ESA nutzten Herschel-Weltraumobservatorium und Daten aus Japan / USA Suzaku Satellit um die AGN einer als IRAS F11119 + 3257 bekannten Galaxie zu beobachten. Sie stellten fest, dass solche Abflüsse dafür verantwortlich sind, Galaxien von ihrem interstellaren Gas zu befreien, was die Bildung neuer Sterne hemmt und zu „roten und toten“ elliptischen Galaxien führen kann.
Im Jahr 2017 folgten Beobachtungen, die darauf hinwiesen, dass sich in diesen Abflüssen schnell neue Sterne bildeten, was Astronomen aufgrund der extremen Bedingungen in ihnen bisher für unmöglich hielten. Durch die Theorie, dass diese Partikel tatsächlich das Produkt von Winden des Schwarzen Lochs sind, sind Richings und Faucher-Giguère haben es geschafft, Fragen zu beantworten, die durch diese früheren Beobachtungen aufgeworfen wurden.
Im Wesentlichen hilft ihre Theorie dabei, Vorhersagen aus der Vergangenheit zu erklären, die auf den ersten Blick widersprüchlich erschienen. Einerseits bestätigt es die Vorhersage, dass Winde von Schwarzen Löchern Moleküle zerstören, mit denen sie kollidieren. Es wird jedoch auch vorausgesagt, dass in diesen Winden neue Moleküle gebildet werden - einschließlich Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Wasser -, die neue Sterne hervorbringen können. Wie Faucher-Giguère erklärte:
„Dies ist das erste Mal, dass der Molekülbildungsprozess vollständig simuliert wurde. Aus unserer Sicht ist dies eine sehr überzeugende Erklärung für die Beobachtung, dass Moleküle in supermassiven Winden des Schwarzen Lochs allgegenwärtig sind, was einer der wichtigsten herausragenden Faktoren war Probleme auf dem Gebiet. "
Richings und Faucher-Giguère freuen sich auf den Tag, an dem ihre Theorie durch Missionen der nächsten Generation bestätigt werden kann. Sie sagen voraus, dass neue Moleküle, die durch Abflüsse von Schwarzen Löchern gebildet werden, in der Infrarotwellenlänge heller sind als bereits vorhandene Moleküle. Also wenn die James Webb Weltraumteleskop Im Frühjahr 2019 in den Weltraum gebracht, wird es in der Lage sein, diese Abflüsse mithilfe seiner fortschrittlichen IR-Instrumente detailliert abzubilden.
Eines der aufregendsten Dinge in der gegenwärtigen Ära der Astronomie ist die Art und Weise, wie neue Entdeckungen jahrzehntealte Geheimnisse beleuchten. Wenn diese Entdeckungen jedoch zu Theorien führen, die Symmetrie zu den einst als inkongruent geltenden Beweisstücken bieten, werden die Dinge besonders spannend. Grundsätzlich lässt es uns wissen, dass wir uns einem besseren Verständnis unseres Universums nähern!
