25岁的天体物理拼图由超级分类黑洞的强大喷气机解释？

时间：2022-03-09 13:25:07 来源：

艺术家对射流发射的射流的印象，其膨胀的黑洞，这膨胀了非常热气体的裂片，这些气体受到群集天气扭曲的。

据剑桥大学的研究人员团队称，在星系集群中，“天气”可以解释一场长期困境。科学家们使用了复杂的模拟，以表明来自热气和星系的运动，防止气体的速度是如何扰乱的强大的射流，防止气体冷却，否则可能形成恒星。该团队在皇家天文社会的日志通知期刊上发表了工作。

星系的典型集群有几千个成员星系，这可能与我们自己的银河系不同，大小和形状不同。这些系统嵌入着称为内部气球介质（ICM）的非常热的气体中，所有这些系统都住在所谓的“暗物质”的看不见的光环中。

大量的星系在他们的中心中有超大的黑洞，这些通常具有高速喷射的材料，延伸超过数千个光年，可以在ICM中充气非常热的裂片。

基于Kavli宇宙学院和天文学研究所的研究人员进行了最先进的模拟，这些模拟在细节细节中看着喷射裂片，结果散发出X射线。该模型捕获了星系集群的出生和宇宙学演变，允许科学家们用前所未有的现实主义调查，喷射器和裂隙如何与动态ICM相互作用。

他们发现模拟簇的模拟X射线观测显示了由超大的黑洞驱动喷射器产生的所谓的“X射线腔”和“X射线亮轮”，它们本身在簇中的运动变形，显着类似于在真正的星系集群观察中发现的那些。

左手面板显示了Galaxy Cluster MS 0735.6 + 7421的实际观察，而在右侧的右侧，则替代地覆盖了由射流（粉红色）和由X射线发射（蓝色）的模拟观察模拟。这两个图像都显示出通过致畸气体（蓝色）的X射线亮缘环绕的腔通胀环绕，其被扭曲的喷射材料（粉红色）填充。

剑桥天文学研究所的马丁博恩博士带领球队。他评论说：“我们已经开发了新的计算技术，它利用最新的高性能计算技术，以便首次采用射流在完全逼真集群中具有超过一百万元素的喷射裂隙。这允许我们放置驱动显微镜下喷射能量的物理过程。“

由于星系在群集中移动，模拟显示它们创造了一种“天气”，移动，变形和破坏在黑洞喷气机末端发现的气体的热裂片。喷射裂片非常强大，如果中断，将大量的能量提供给ICM。

剑桥团队认为，这种群集天气中断机制可能解决持久的问题：了解为什么ICM气体不会冷却并在集群中心形成星星。这种所谓的“冷却流动”益智困扰了天体物理学家超过25年。

执行的模拟提供了诱人的新解决方案，可以解决这个问题。Bourne博士评论说：“巨大能量的组合通过超级分类的黑洞进入喷射裂隙，并使天气扰乱叶片的能力并将这种能量重新分配给ICM提供了一种简单而优雅的机制来解决冷却流量问题。”

一系列下一代X射线空间望远镜将在未来十年内推出轨道。这些先进的仪器应该有助于解决辩论 - 如果天际天气真的确实停止了星星的诞生。

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参考：“AGN JET反馈关于移动网格的反馈：Lobe Energicics和X射线属性在一个现实的集群环境中，由Martin A Bourne，Debora Sijacki和Ewald Puchwein，2019年9月26日，皇家天文协会的每月通知.DOI：
10.1093 / mnras / stz2604

已经在STFC DIRAC HPC设施上进行了模拟，这是国家电子基础设施的一部分。该研究由欧洲研究理事会，STFC和Kavli基金会资助。

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