تسبب الثقوب السوداء الهائلة الموجودة في نوى معظم المجرات الضخمة دمارا في محيطها المباشر. خلال المراحل الأكثر نشاطًا - عندما يشتعلون ككوازارات مضيئة - يطلقون تدفقات قوية للغاية وعالية السرعة من الغاز.
يمكن لهذه التدفقات الخارجية أن تجتاح وتسخن المواد ، وتلعب دورًا محوريًا في تكوين وتطور المجرات الضخمة. لم يلاحظها الفلكيون عبر الكون المرئي فحسب ، بل لعبوا أيضًا عنصرًا رئيسيًا في النماذج النظرية.
لكن الطبيعة الفيزيائية للتدفقات الخارجية نفسها كانت لغزًا قديمًا. ما هي الآلية الفيزيائية التي تجعل الغاز يصل إلى هذه السرعات العالية ، وفي بعض الحالات يتم طرده من المجرة؟
تقدم دراسة جديدة أول دليل مباشر على أن هذه التدفقات الخارجية يتم تسريعها عن طريق الطائرات النشطة التي ينتجها الثقب الأسود الهائل.
باستخدام التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي ، لاحظ فريق من علماء الفلك بقيادة كليف تادونتر من جامعة شيفيلد ، المجرة النشطة القريبة IC 5063. في مواقع في المجرة حيث تؤثر طائراتها على مناطق من الغاز الكثيف ، يتحرك الغاز بسرعات غير عادية لأكثر من 600000 ميل في الساعة.
قال تادونتر في بيان صحفي: "معظم الغاز في التدفقات الخارجة في شكل هيدروجين جزيئي ، وهو هش بمعنى أنه يتم تدميره في طاقات منخفضة نسبيًا". "أجد أنه من الغريب أن الغاز الجزيئي يمكنه البقاء على قيد الحياة من خلال تسارعه بفوهات جسيمات عالية الطاقة تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء.
وبينما تنتقل الطائرات عبر المادة المجرية ، فإنها تعطل الغاز المحيط وتولد موجات صدمة. هذه الموجات الصدمية لا تسرع الغاز فحسب ، بل تسخنه أيضًا. ويقدر الفريق أن موجات الصدمة تسخن الغاز إلى درجات حرارة عالية بما يكفي لتأين الغاز وتفريق الجزيئات. يتكون الهيدروجين الجزيئي فقط في غاز ما بعد الصدمة الأكثر برودة.
قالت Raffaella Morganti من معهد Kapteyn Institute Groningen University: "شككتنا في أن الجزيئات يجب أن تكون قادرة على الإصلاح بعد أن أزعج الغاز تمامًا بسبب التفاعل مع طائرة بلازما سريعة". "لقد أكدت ملاحظاتنا المباشرة للظاهرة أن هذا الوضع المتطرف يمكن أن يحدث بالفعل. الآن نحن بحاجة إلى العمل على وصف الفيزياء الدقيقة للتفاعل ".
في الفضاء النجمي ، يتكون الهيدروجين الجزيئي على سطح حبيبات الغبار. ولكن في هذا السيناريو ، من المرجح أن يكون الغبار قد تم تدميره في موجات الصدمة الشديدة. في حين أنه من الممكن أن يتشكل الهيدروجين الجزيئي دون مساعدة حبيبات الغبار (كما هو موضح في أوائل الكون) فإن الآلية الدقيقة في هذه الحالة لا تزال غير معروفة.
يساعد البحث في الإجابة على سؤال طويل الأمد - تقديم أول دليل مباشر على أن الطائرات تسرع التدفقات الجزيئية التي تظهر في المجرات النشطة - وتسأل المجرات الجديدة.
تم نشر النتائج في Nature وهي متاحة عبر الإنترنت.
