Почему галактики остаются горячими

Галактикам не так уж и сложно порождать звезды. Следует всего лишь начать с нескольких пузырей газа и пыли. Как правило, эти пузыри достаточно теплые. Чтобы превратить их в звезды, их следует охладить. Испуская тепло, они сжимаются. Чем больше тепла уходит, тем сильнее сжатие. Этот процесс занимает миллионы лет. В конце концов сжатие доходит до такой степени, что его плотность запускает термоядерную реакцию, и тогда возникает звезда.

Когда мы изучаем массивные галактики, то наблюдаем значительное рентгеновское излучение, исходящее из их ядер. Это излучение уносит с собой тепло и охлаждает галактики, особенно в районе ядер. Таким образом, газ в галактиках должен сжиматься и уменьшаться в объемах. Окружающий материал также должен следовать за этим процессом, стягиваясь к ядру. Тысячи солнечных масс в год должны обрушиваться на ядра галактик по мере их охлаждения. Это невероятное охлаждение и сжатие должно вызывать массированное производство звезд, для чего имеются все условия. В галактиках, испускающих сильное рентгеновское излучение, мы должны наблюдать множество постоянно возникающих новых звезд.

Но что-то продолжает сохранять тепло в галактиках, несмотря на сильную потерю тепла посредством рентгеновского излучения. Что-то не позволяет газу сжиматься до такой степени, чтобы возникали звезды.

Подобно многим другим загадкам астрономии, на счет этой имеется множество теорий, у каждой из которой есть сильные и слабые стороны, и ни одна не является полностью удовлетворительной. Большое количество различных процессов могут объяснить происходящее в галактиках, включая отдачу от суперновых, тревожащие газ волны от массивных звезд, действие магнитных полей и многое другое.

Проще всего обвинять в происходящем супермассивные черные дыры в центрах галактик. С охлаждением газа и его сжатием он притягивается к черной дыре. Втягиваясь в нее, он сжимается еще больше и из-за этого нагревается до чудовищных температур. В некоторых случаях, если позволят магнитные поля, потоки газа могут кружиться вокруг черной дыры, едва избегая попадания за горизонт событий, выплескиваясь в окружающее пространство длинным горячим потоком. Такой поток содержит огромную энергию, достаточную для того, чтобы разогреть ядро галактики и не допустить дальнейшего охлаждения. Радиация, испускаемая настолько горячим газом, также может быть причиной того, что охлаждение газа останавливается.

Компьютерные симуляции подобного процесса с современным знанием физики показали, что иногда галактики продолжали охлаждаться, а иногда взрывались. В некоторых случаях они уходили в цикл быстрого нагрева и не менее быстрого охлаждения. Ученые не теряют надежды в понимании этого феномена, ведь остаются еще такие феномены, как космические лучи - заряженные частицы, путешествующие со скоростью, близкой к скорости света, которых много в окрестностях черной дыры. Они также могут быть переносчиками тепла. Не стоит забывать и о турбулентности газа, и распространяющихся по нему ударных волнах. Ученые видят галактики как сложные системы, таящие в себе множество тайн, раскрытие которых позволит нам понять процессы, происходящие повсеместно во Вселенной, и ответить на вопросы о ее возникновении и развитии.

Фото: tinhte.vn