Novo istraživanje sugerira da galaksije izbjegavaju ranu smrt zahvaljujući supermasivnim crnim rupama koje se ponašaju poput "srca" i "pluća", regulirajući njihov rast i sprječavajući ih da postanu prevelike.

Bez ovog mehanizma, Svemir bi se mnogo brže stario, a današnje galaksije bile bi preplavljene mrtvim i umirućim zvijezdama.

Studija objavljena u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society bavi se jednom od velikih misterija Svemira - zašto galaksije nisu tako velike kao što se očekivalo.

Čini se da nešto ograničava njihov potencijal apsorpcije plina koji se pretvara u zvijezde, umjesto da beskonačno rastu, nešto unutra odolijeva gravitaciji.

Astrofizičari sa Sveučilišta Kent vjeruju da su otkrili tajnu. Predlažu da galaksije kontroliraju svoj rast kroz način na koji "dišu".

Istraživači uspoređuju supermasivnu crnu rupu u središtu galaksije sa srcem, a dvije bipolarne supersonične mlaznice plina i zračenja koje emitiraju s dišnim putevima koji hrane pluća.

Pulsacije crne rupe - ili "srca" - mogu dovesti do oscilacija udarnih frontova mlaznica, slično kao što se dijafragma u ljudskom tijelu pomiče unutar prsne šupljine kako bi napuhala i ispuhala pluća.

To rezultira prijenosom energije mlaza široko u okolni medij, usporavajući pritom akreciju plina i rast galaksije.

Doktorand Carl Richards razvio je ovu teoriju koristeći nove simulacije. Omogućio je crnoj rupi da pulsira i mlaznicama da budu pod visokim pritiskom, imitirajući hipertenziju u ljudskom tijelu. Ova postavka uzrokovala je slanje zvučnih valova poput valova na površini ribnjaka.

Fenomen je sličan zvučnim i udarnim valovima proizvedenim pri otvaranju boce šampanjca, škripi automobila, ispušnim plinovima rakete i probijanju tlačnih omotača.

"Shvatili smo da mora postojati način da mlaznice podrže tijelo - okolni plin galaksije - i to smo otkrili u našim računalnim simulacijama," rekao je Richards.

"Neočekivano ponašanje otkriveno je kada smo analizirali simulacije visokog pritiska i omogućili srcu da pulsira. Ovo je poslalo niz pulsacija u mlaznice, uzrokujući promjenu oblika zbog djelovanja mijeha oscilirajućih udarnih frontova."

Ove mlaznice pod visokim pritiskom učinkovito su se širile "kao pluća puna zraka", rekli su istraživači. U čineći to, prenosili su zvučne valove u okolnu galaksiju u obliku niza tlaknih valova, koji su tada pokazali da suzbijaju rast galaksije.

Dokazi o valovima u izvangalaktičkim medijima, poput onih opaženih u Perzejevom galaktičkom skupu, upućuju na zvučne valove generirane mlaznicama iz supermasivne crne rupe. Ovi valovi već su smatrani odgovornima za održavanje ambijentalnog okruženja oko galaksije.

Konvencionalne kozmološke simulacije nisu u mogućnosti objasniti tokove plina u galaksijama, što dovodi do jednog od velikih misterija Svemira, pa se oslanja na visoko aktivnu crnu rupu u srcu galaksije da pruži otpor.

"To nije lako postići, imamo ograničenja na tip pulsacije, veličinu crne rupe i kvalitetu pluća," rekao je koautor profesor Michael Smith.

"Disanje prebrzo ili presporo neće pružiti potrebne tremore za održavanje galaktičkog medija i opskrbu srca gorivom."

Istraživači su zaključili da se životni vijek galaksije može produžiti uz pomoć njenog "srca i pluća", gdje supermasivni motor crne rupe pomaže inhibirati rast ograničavanjem količine plina koji se pretvara u zvijezde u ranim fazama.

Ovaj mehanizam pomaže u stvaranju galaksija kakve danas vidimo.

Bez ovog procesa, galaksije bi do sada potrošile svoje gorivo i ugasile se, poput nekih "crvenih i mrtvih" ili "zombi" galaksija.

Izvor: Royal Astronomical Society