Trong những năm 1960, các nhà khoa học đã phát hiện ra một nguồn vô tuyến khổng lồ (được gọi là Sagittarius A *) ở trung tâm Dải Ngân hà, sau đó được tiết lộ là Lỗ đen Siêu khối (SMBH). Kể từ đó, họ đã biết rằng những SMBH này nằm ở trung tâm của hầu hết các thiên hà lớn. Sự hiện diện của các lỗ đen này cũng là điều cho phép các trung tâm của các thiên hà này có độ sáng cao hơn bình thường - aka. Hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN).
Trong vài năm qua, các nhà thiên văn học cũng đã quan sát thấy dòng chảy phân tử nhanh phát ra từ AGN khiến họ hoang mang. Đối với một người, đó là một bí ẩn làm thế nào bất kỳ hạt nào có thể sống sót qua sức nóng và năng lượng của một dòng chảy lỗ đen. Nhưng theo một nghiên cứu mới được sản xuất bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Tây Bắc, những phân tử này thực sự được sinh ra trong chính những cơn gió. Lý thuyết này có thể giúp giải thích cách các ngôi sao hình thành trong môi trường khắc nghiệt.
Nghiên cứu gần đây đã xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia dưới tiêu đề là Nguồn gốc của dòng chảy phân tử nhanh trong các quasar: sự hình thành phân tử trong gió thiên hà do AGN điều khiển. Nghiên cứu được thực hiện bởi Giàu có Alexander J và trợ lý giáo sư Claude-André Faucher-Giguère từ Trung tâm nghiên cứu và khám phá liên ngành của Đại học Tây Bắc về vật lý thiên văn (CIERA).
Vì lợi ích của nghiên cứu, Richings đã phát triển mã máy tính đầu tiên có khả năng mô hình hóa các quá trình hóa học chi tiết trong khí liên sao được tăng tốc bởi bức xạ SMBH. Trong khi đó, Claude-André Faucher-Giguère đóng góp chuyên môn của mình, đã dành sự nghiệp của mình để nghiên cứu sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà. Như Richings đã giải thích trong một thông cáo báo chí Tây Bắc:
Khi một cơn gió lỗ đen quét khí từ thiên hà chủ của nó, khí được đốt nóng đến nhiệt độ cao, phá hủy mọi phân tử hiện có. Bằng cách mô hình hóa hóa học phân tử trong mô phỏng máy tính của gió lỗ đen, chúng tôi thấy rằng khí quét lên này sau đó có thể làm mát và tạo thành các phân tử mới.
Sự tồn tại của dòng SMBH tràn đầy năng lượng đã được xác nhận lần đầu tiên vào năm 2015, khi các nhà nghiên cứu sử dụng ESA tựa Đài quan sát không gian Herschel và dữ liệu từ Nhật Bản / Hoa Kỳ Vệ tinh Suzaku để quan sát AGN của một thiên hà được gọi là IRAS F11119 + 3257. Những dòng chảy như vậy, họ xác định, chịu trách nhiệm hút các thiên hà của khí liên sao của chúng, có tác dụng bắt giữ sự hình thành của các ngôi sao mới và có thể dẫn đến các thiên hà hình elip màu đỏ và chết.
Điều này đã được tiếp nối vào năm 2017 với các quan sát chỉ ra rằng các ngôi sao mới di chuyển nhanh chóng hình thành trong các dòng chảy này, điều mà trước đây các nhà thiên văn học nghĩ là không thể vì các điều kiện khắc nghiệt có trong chúng. Theo lý thuyết rằng các hạt này thực sự là sản phẩm của gió lỗ đen, Richings và Faucher-Giguère đã quản lý để giải quyết các câu hỏi được đưa ra bởi những quan sát trước đây.
Về cơ bản, lý thuyết của họ giúp giải thích những dự đoán được đưa ra trong quá khứ, có vẻ mâu thuẫn ngay từ cái nhìn đầu tiên. Một mặt, nó ủng hộ dự đoán rằng gió lỗ đen phá hủy các phân tử mà chúng va chạm. Tuy nhiên, nó cũng dự đoán rằng các phân tử mới được hình thành trong những cơn gió này - bao gồm hydro, carbon monoxide và nước - có thể sinh ra những ngôi sao mới. Như Faucher-Giguère đã giải thích:
Đây là lần đầu tiên quá trình hình thành phân tử được mô phỏng chi tiết đầy đủ, và theo quan điểm của chúng tôi, đó là một lời giải thích rất thuyết phục cho việc quan sát rằng các phân tử có mặt khắp nơi trong gió đen siêu lớn, là một trong những điểm nổi bật chính vấn đề trong lĩnh vực.
Richings và Faucher-Giguère mong chờ ngày mà lý thuyết của họ có thể được xác nhận bởi các nhiệm vụ thế hệ tiếp theo. Họ dự đoán rằng các phân tử mới được hình thành từ dòng chảy lỗ đen sẽ sáng hơn trong bước sóng hồng ngoại so với các phân tử có sẵn. Vì vậy, khi Kính viễn vọng không gian James Webb sẽ lên vũ trụ vào mùa xuân năm 2019, nó sẽ có thể lập bản đồ các dòng chảy này một cách chi tiết bằng các công cụ IR tiên tiến của nó.
Một trong những điều thú vị nhất về kỷ nguyên thiên văn học hiện nay là cách những khám phá mới đang làm sáng tỏ những bí ẩn hàng thập kỷ. Nhưng khi những khám phá này dẫn đến những lý thuyết đưa ra sự đối xứng với những gì từng được cho là những bằng chứng phi lý, thì Lôi khi mọi thứ trở nên đặc biệt thú vị. Về cơ bản, nó cho chúng ta biết rằng chúng ta đang tiến gần hơn đến sự hiểu biết lớn hơn về Vũ trụ của chúng ta!
