Астрономи пояснили, звідки в потоках галактичного вітру, що походять від активних чорних дір, беруться молекули. На думку вчених, вони народжуються, коли відкинуті на далекі відстані потоки речовини уповільнюють свій рух і остигають. Стаття опублікована в журналі.
У 2015 році астрономи підтвердили існування потоків високоенергетичних частинок, які летять від надмасивних чорних дір у центрах галактик. Вважається, що ці потоки нагрівають і розсіюють газ в молекулярних хмарах, що служить «будівельним матеріалом» для нових зірок. Ця гіпотеза допомагає пояснити, чому в «сплячих» галактиках, де спостерігається велика кількість речовини, не народжуються нові зірки. Однак незважаючи на те, що гарячий вітер повинен руйнувати молекули газу при зіткненні, в 2017 році була виявлена група швидко рухомих зірок, яка утворилася всередині потужних викидів речовини від надмасивних чорних дір в ядрах галактик.
Астрономи Александр Річінгс (Alexander Richings) і Клод-Андре Фоше-Жигер (Claude-André Faucher-Gigucere) запропонували нову теорію народження молекул у потоках галактичного вітру, яка пояснює, як у ньому можуть виникати нові зірки. Вони розробили комп'ютерний код і детально змоделювали хімічні процеси, що відбуваються в міжзоряному газі, який був прискорений випромінюванням, що випускається під час зростання надмасивних чорних дір.
Гідрохімічна симуляція взаємодії ізотропного вітру, що виходить від активного галактичного ядра, і міжзоряного середовища показала, що виштовхнута речовина може згодом сповільнюватися і утворювати нові молекули. Вчені простежили за еволюцією 157 хімічних сполук, включаючи іонізовані стани 11 елементів і 20 молекул, в тому числі і H2, CO, OH і HCO +. Моделювання охопило період в один мільйон років.
З'ясувалося, що виштовхнута «вітром» речовина за мільйон років встигала охолодитися до температури нижче 104 кельвінів. Симуляція показала, що в спливаючій речовині можуть народжуватися молекули водню, монооксиду вуглецю і води. Утворюється суміш газів, в якій міститься 24 мольні відсотки водню загальною масою 2,7 ст.1108 мас сонця.
«Нам вперше вдалося так детально змоделювати процес формування молекул, і, на наш погляд, це дуже переконливо пояснює, чому молекули зустрічаються в потоках вітру чорних дір», - коментує Фоше-Жигер. Астрономи припускають, що сформовані молекули повинні яскраво «світитися» в інфрачервоному діапазоні. Їхню гіпотезу можна буде перевірити за допомогою телескопа «» Джеймса Вебба «» навесні 2019 року.
Було показано, що джети також здатні уповільнювати процеси зіроутворення в галактиках. Вони нагрівають газ, що зустрічається на шляху, через що в щільній газовій хмарі виникають турбулентні і термальні потоки речовини.