Các lỗ đen siêu lớn trong lõi của hầu hết các thiên hà khổng lồ tàn phá môi trường xung quanh ngay lập tức của chúng. Trong các pha hoạt động mạnh nhất của chúng - khi chúng bốc cháy như các quasar phát sáng - chúng phóng ra các luồng khí cực kỳ mạnh mẽ và tốc độ cao.
Những dòng chảy này có thể quét lên và đốt nóng vật chất, đóng vai trò nòng cốt trong sự hình thành và phát triển của các thiên hà khổng lồ. Các nhà thiên văn học không chỉ quan sát chúng trên khắp vũ trụ hữu hình, chúng còn đóng vai trò quan trọng trong các mô hình lý thuyết.
Nhưng bản chất vật lý của các dòng chảy tự nó đã là một bí ẩn từ lâu. Cơ chế vật lý nào khiến khí đạt tốc độ cao như vậy và trong một số trường hợp bị trục xuất khỏi thiên hà?
Một nghiên cứu mới cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy những dòng chảy này được tăng tốc bởi các tia nước tràn đầy năng lượng được tạo ra bởi lỗ đen siêu lớn.
Sử dụng Kính thiên văn rất lớn ở Chile, một nhóm các nhà thiên văn học do Clive Tadhunter dẫn đầu từ Đại học Sheffield, đã quan sát thiên hà hoạt động IC 5063 gần đó. Tại các vị trí trong thiên hà nơi các tia nước của nó đang tác động đến các vùng khí dày đặc, khí đang di chuyển với tốc độ phi thường. hơn 600.000 dặm một giờ.
Một phần lớn khí trong dòng chảy ra ở dạng hydro phân tử, rất dễ vỡ theo nghĩa là nó bị phá hủy ở mức năng lượng tương đối thấp, Tadhunter cho biết trong một thông cáo báo chí. Tôi thấy thật phi thường khi khí phân tử có thể sống sót khi được gia tốc bởi các tia của các hạt có năng lượng cao di chuyển gần với tốc độ ánh sáng.
Khi các máy bay phản lực đi qua vật chất thiên hà, chúng phá vỡ khí xung quanh và tạo ra sóng xung kích. Những sóng xung kích này không chỉ làm tăng tốc khí mà còn làm nóng nó. Nhóm nghiên cứu ước tính sóng xung kích làm nóng khí đến nhiệt độ đủ cao để ion hóa khí và phân tách các phân tử. Hydro phân tử chỉ được hình thành trong khí sau sốc mát đáng kể.
Chúng tôi nghi ngờ rằng các phân tử phải có khả năng cải tổ sau khi khí hoàn toàn bị đảo lộn bởi sự tương tác với một máy bay phản lực plasma nhanh, Raffaella Morganti từ Đại học Groningen của Viện Kapteyn nói. Những quan sát trực tiếp của chúng tôi về hiện tượng này đã xác nhận rằng tình huống cực đoan này thực sự có thể xảy ra. Bây giờ chúng ta cần làm việc để mô tả vật lý chính xác của sự tương tác.
Trong không gian giữa các vì sao, hydro phân tử hình thành trên bề mặt hạt bụi. Nhưng trong kịch bản này, bụi có khả năng đã bị phá hủy trong sóng xung kích dữ dội. Mặc dù có thể hydro phân tử hình thành mà không cần sự trợ giúp của các hạt bụi (như đã thấy trong Vũ trụ sơ khai), cơ chế chính xác trong trường hợp này vẫn chưa được biết.
Nghiên cứu giúp trả lời một câu hỏi lâu dài - cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy máy bay phản lực đẩy nhanh dòng chảy phân tử nhìn thấy trong các thiên hà hoạt động - và hỏi những cái mới.
Kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature và có sẵn trực tuyến.
