התרשמות של אמן המראה סילוני גז דו-קוטביים שמקורם בחור שחור סופר מסיבי במרכזה של גלקסיה. קרדיט: ESA/האבל, L. Calçada (ESO)
מחקר גילה שלגלקסיות יש מנגנון ויסות הדומה ללב ולריאות, השולט בגדילתן על ידי הגבלת ספיגת הגזים.
מנגנון זה, הכולל סופר מסיבי חור שחור ופליטות הסילון שלה, מונעים מגלקסיות להתרחב מהר מדי, מבטיחות את אורך החיים שלהן ומונעות הזדקנות מוקדמת לגלקסיות "זומביות".
גלקסיות נמנעות ממוות מוקדם מכיוון שיש להן "לב וריאות" אשר מווסתים ביעילות את "נשימתן" ומונעים מהן לצמוח מכלל שליטה, כך עולה ממחקר חדש.
אם הם לא היו, היקום היה מזדקן הרבה יותר מהר ממה שהוא מזדקן, וכל מה שהיינו רואים היום זה גלקסיות "זומבי" ענקיות השופעות כוכבים מתים וגוססים.
כך עולה ממחקר חדש שפורסם ב- הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה, אשר חוקר את אחת התעלומות הגדולות של היקום – מדוע גלקסיות אינן גדולות כפי שהאסטרונומים מצפים.
נראה שמשהו חונק את הפוטנציאל העצום שלהם על ידי הגבלת כמות הגז שהם סופגים כדי להפוך לכוכבים, כלומר במקום לגדול בלי סוף, משהו בפנים מתנגד למה שנחשב למשיכת הכבידה הבלתי נמנעת.
הקליפ הזה מראה סילון על-קולי היוצר "פעולה דמוית מפוח", על ידי קבלת פולסים מהחור השחור שלו "ליבו", הגורם לו להתרחב ולהתכווץ "כמו ריאה מלאת אוויר", "נושמת אוויר חם" (אדווה בלחץ). ) לתוך סביבתו. צירי הגרף הם סולמות מרחק לא ממדיים. קרדיט: C Richards/MD Smith/University of Kent
אנלוגיה של לב וריאות בגלקסיות
כעת, אסטרופיזיקאים מאוניברסיטת קנט חושבים שאולי הם חשפו את הסוד. הם מציעים שגלקסיות יכולות למעשה לשלוט בקצב גדילתן דרך האופן שבו הן "נושמות".
באנלוגיה שלהם, החוקרים השוו את החור השחור העל-מסיבי במרכז הגלקסיה ללב שלה ואת שני סילוני הגז והקרינה העל-קוליים הדו-קוטביים שהם פולטים לדרכי הנשימה המזינות זוג ריאות.
פעימות מהחור השחור – או "הלב" – עלולות להוביל לחזיתות הלם סילון המתנדנדות קדימה ואחורה לאורך שני צירי הסילון, בדומה לסרעפת בית החזה בגוף האדם נעה מעלה ומטה בתוך חלל החזה כדי לנפח ולרוקן את שתי הריאות.
זה יכול לגרום לכך שאנרגיית סילון תועבר באופן נרחב לתוך המדיום שמסביב, בדיוק כשאנו נושמים אוויר חם, וכתוצאה מכך להאט את הצטברות הגז והצמיחה של הגלקסיות.
שתי דוגמאות שונות להדמיה של צד אחד של סילונים דו-קוטביים סימטריים, שבהם אדוות הלחץ מתפשטות על פני המדיום החוץ-גלקטי. מוצגות כאן שינויים בלחץ באמצעות סולם צבעים של טמפרטורות אדום (כהה=לחץ נמוך, אור=לחץ גבוה). כל סילון נכנס משמאל בלחץ שיורד במהירות כשהוא דוחף את המדיום הסביבתי. הצירים הם סולמות מרחק לא ממדיים. קרדיט: C Richards/MD Smith/University of Kent
תובנות סימולציה ודינמיקה גלקטית
סטודנט לדוקטורט קארל ריצ'רדס הגה את התיאוריה לאחר שיצר סימולציות חדשות שטרם נוסו כדי לחקור את התפקיד שסילונים על-קוליים עשויים למלא בבלימת צמיחת הגלקסיה.
אלה כללו מתן אפשרות ל"לב" החור השחור לפעום ולסילונים להיות בלחץ גבוה – בדומה לסוג של יתר לחץ דם, אם מרחיבים את ההשוואה לגוף האדם.
זה גרם למטוסים "להתנהג כמו מפוח", אמר, על ידי שליחת גלי קול "כמו אדוות על משטח בריכה".
התופעות דומות למקבילה הארצית של גלי קול והלם המופקים בעת פתיחת בקבוק שמפניה, חריקת מכונית, אגזוזים של רקטות וניקוב של מארזים בלחץ.
גלי הקול (אדווה) בגז החם הממלא את צביר פרסאוס מוצגים בהתרשמותו של אמן זה. משערים שהם נוצרו על ידי חללים שנשפו על ידי סילונים מחור שחור סופר מסיבי (נקודה לבנה בוהקת) במרכז הגלקסיה. קרדיט: נאס"א/נאס"א/CXC/M.Weiss
"הבנו שחייבים להיות אמצעים מסוימים כדי שהמטוסים יוכלו לתמוך בגוף – הגז הסביבתי של הגלקסיה שמסביב – וזה מה שגילינו בהדמיות המחשב שלנו", אמר ריצ'רדס.
"ההתנהגות הבלתי צפויה נחשפה כאשר ניתחנו את הדמיות המחשב של לחץ גבוה ואפשרנו ללב לפעום.
"זה שלח זרם של פולסים לתוך סילוני הלחץ הגבוה, וגרם להם לשנות צורה כתוצאה מהפעולה דמוית המפוח של חזיתות הלם הסילון המתנודדות".
סילוני לחץ יתר אלה התרחבו למעשה "כמו ריאות מלאות אוויר", אמרו החוקרים.
בכך הם העבירו גלי קול אל הגלקסיה שמסביב בצורה של סדרה של אדוות לחץ, אשר לאחר מכן הראו כי הם מדכאים את צמיחת הגלקסיה.
מסקנה ונקודות מבט לעתיד
ישנן עדויות מסוימות לאדוות במדיה החוץ-גלקטית, כגון אלו שנצפו בצביר הגלקסיות פרסאוס הסמוך הקשורות לבועות גז חמות עצומות, אשר מאמינים כי הן דוגמאות לגלי קול.
אדוות אלה כבר נחשבו כאחראיות לשמירה על הסביבה הסביבתית המקיפה גלקסיה, אם כי חסר מנגנון ליצור אותן.
לכן סימולציות קוסמולוגיות קונבנציונליות אינן מסוגלות להסביר את זרימת הגז לגלקסיות, מה שמוביל לאחת התעלומות הגדולות של היקום, ולכן היא מסתמכת על החור השחור הפעיל מאוד בליבה של הגלקסיה כדי לספק התנגדות מסוימת.
"לעשות זאת לא קל, עם זאת, ויש לנו אילוצים על סוג הפעימה, גודל החור השחור ואיכות הריאות", אמר מחבר שותף פרופסור מייקל סמית'.
"נשימה מהירה מדי או איטית מדי לא תספק את רעידות החיים הדרושים כדי לשמור על המדיום של הגלקסיה, ובו בזמן, לשמור על הלב מסופק בדלק."
החוקרים הגיעו למסקנה שניתן להאריך את תוחלת החיים של גלקסיה בעזרת "הלב והריאות" שלה, כאשר מנוע החור השחור הסופר-מאסיבי בליבתו עוזר לעכב את הצמיחה על ידי הגבלת כמות הגז המתמוטט לכוכבים משלב מוקדם.
זה, הם אומרים, עזר ליצור את הגלקסיות שאנו רואים היום.
ללא מנגנון כזה, הגלקסיות היו ממצות את הדלק שלהן עד עכשיו ומתפוגגות, כפי שחלקן עושות בצורה של גלקסיות "אדומות ומתות" או "זומביות".
