Международная команда астрофизиков обнаружила новый согревающий источник в космологическом формировании структуры.Впечатление этого художника показывает суперкрупную черную дыру, окруженную кольцом пыли: крах газа на черную дыру запускает энергичный самолет вопроса и радиации, которая транспортируется по космологическим расстояниям; самолет, который указывает в наше направление, называют блейзером (ЕКА / НАСА / Проект AVO / Паоло Падовани)Ранее астрофизики думали, что суперкрупные черные дыры могут только влиять на свою непосредственную среду, но команда теперь нашла, что разбросанный газ во Вселенной может поглотить яркую эмиссию гамма-луча черных дыр, подогрев ее сильно. Результаты были изданы в четырех газетах (бумага № 1, бумага № 2, бумага № 3 и paper#4) в Астрофизическом Журнале и Ежемесячных Уведомлениях о Королевском Астрономическом Обществе.
Каждая галактика принимает суперкрупную черную дыру в своем центре. Такие черные дыры могут испустить высокоэнергетические гамма-лучи и тогда названы блейзерами.
Принимая во внимание, что другая радиация, такая как видимый свет и радиоволны пересекает Вселенную без проблем, дело обстоит не так для высокоэнергетических гамма-лучей. Эта конкретная радиация взаимодействует с оптическим светом, который излучается галактиками, преобразовывая ее в элементарные электроны частиц и позитроны.
Первоначально, эти элементарные частицы перемещаются почти в скорость света. Но поскольку они замедлены окружающим разбросанным газом, их энергия преобразована в тепло, точно так же, как в других процессах торможения. В результате окружающий газ нагрет эффективно. На самом деле температура газа в средней плотности становится в десять раз выше, и в underdense регионах больше чем в сто раз выше, чем ранее мысль.
“Blazars переписывают тепловую историю Вселенной”, сказал доктор Кристоф Пфроммер из Гейдельбергского Института Теоретических Исследований (ХИТЫ), один из авторов. “Но как эта идея может быть проверена? В оптических спектрах квазаров есть множество линий, названных лесом линии. Лес происходит из поглощения ультрафиолетового света нейтральным водородом в молодой Вселенной. Если газ становится более горячими, слабыми линиями в лесу, расширены.
Этот эффект представляет прекрасную возможность измерить температуры в ранней Вселенной, в то время как это все еще росло”.Астрофизики согласовали этот недавно постулируемый процесс нагрева впервые с подробными суперкомпьютерными моделированиями космологического роста структур. Удивительно, линии были расширены как раз так, чтобы их свойства отлично соответствовали тем из наблюдаемых линий.
“Это позволяет нам изящно решать давнюю проблему с данными о квазаре”, объяснил доктор Эвальд Пухвайн, который провел большие моделирования на суперкомпьютере при ХИТАХ.Каковы дальнейшие последствия этого нового процесса нагрева? Лес линий в спектрах квазара происходит из колебаний плотности Вселенной. В ходе космической эволюции самые плотные колебания разрушаются, чтобы сформировать галактики и скопления галактик, как наблюдается в местной Вселенной.
Распространите газ, который является слишком горячим, не может разрушиться. Следовательно, формирование карликовых галактик замедляют или даже полностью подавляют. Это могло быть ключом к решению другой давней проблемы в теории возникновения галактик: почему мы наблюдаем меньше карликовых галактик около Млечного пути и в underdense регионах, чем предсказанный космологическими моделированиями?
“Процесс нагревания блейзера особенно увлекателен, так как этот единственный эффект в состоянии одновременно решить несколько различных загадок в космологическом формировании структуры”, сказал соавтор профессор Волкер Спрингель.