Yeni araştırma, galaksilerin erken ölümden nasıl kaçındığını ortaya koyuyor

Yeni bir araştırma, galaksilerin erken ölümden kurtulmasının, “nefeslerini” etkili bir şekilde düzenleyen ve kontrolden çıkmasını engelleyen “kalp ve akciğerlere” sahip olmaları sayesinde mümkün olduğunu öne sürüyor.

Eğer öyle olmasaydı, evren şu anda olduğundan çok daha hızlı yaşlanırdı ve bugün gördüğümüz tek şey ölü ve ölmekte olan yıldızlarla dolu devasa “zombi” galaksiler olurdu.

Bu birine göre yeni çalışma yayınlandı Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık DuyurularıEvrenin en büyük gizemlerinden biri olan galaksilerin neden astronomların beklediği kadar büyük olmadığını araştıran bir kitap.

Görünüşe göre, yıldıza dönüştürmek için emdikleri gaz miktarını sınırlayan bir şey, muazzam potansiyellerini engelliyor; bu da, sonsuza kadar büyümek yerine, içlerindeki bir şeyin, kaçınılmaz olduğu düşünülen yer çekimine direnmesi anlamına geliyor.

Şimdi, Kent Üniversitesi’ndeki astrofizikçiler sırrı ortaya çıkarmış olabileceklerini düşünüyorlar. Galaksilerin aslında “nefes alma” biçimleriyle büyüme hızlarını kontrol edebileceklerini öne sürüyorlar.

Araştırmacılar, benzetmelerinde bir galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliği, onun kalbine ve bu kara deliğin akciğerleri besleyen hava yollarına yaydığı iki çift kutuplu süpersonik gaz ve radyasyon jetine benzettiler.

Kara delikten -ya da “kalpten”- gelen darbeler, tıpkı insan vücudundaki torasik diyaframın göğüs boşluğu içinde yukarı aşağı hareket ederek her iki akciğeri şişirmesi ve söndürmesi gibi, her iki jet ekseni boyunca ileri geri salınan jet şok cephelerine yol açabilir.

Bu, tıpkı sıcak havayı dışarı verdiğimizde olduğu gibi, jet enerjisinin çevredeki ortama geniş bir şekilde iletilmesine yol açabilir ve bunun sonucunda galaksi gazı birikimi ve büyümesi yavaşlayabilir.

Doktora öğrencisi Carl Richards, süpersonik jetlerin galaksi büyümesini engellemedeki rolünü araştırmak için daha önce hiç denenmemiş simülasyonlar oluşturduktan sonra bu teoriyi ortaya attı.

Bunlar, kara delik “kalbinin” atmasına ve jetlerin yüksek basınçta olmasına izin vermeyi içeriyordu – insan vücuduyla karşılaştırmayı genişletirsek, bir tür hipertansiyon gibi. Bunun, jetlerin “körük gibi davranmasına” neden olduğunu, “bir gölet yüzeyindeki dalgalanmalar gibi” ses dalgaları gönderdiğini söyledi.

Olay, bir şampanya şişesinin açılması, bir arabanın gıcırtısı, roket egzozu ve basınçlı bir kutunun delinmesi sonucu oluşan ses ve şok dalgalarının dünya üzerindeki eşdeğerine benziyor.

Richards, “Jetlerin gövdeyi (galaksinin çevresindeki ortam gazını) desteklemesi için bir yola ihtiyaç olduğunu fark ettik ve bunu bilgisayar simülasyonlarımızda keşfettik” dedi.

“Yüksek basınç bilgisayar simülasyonlarını analiz ettiğimizde ve kalbin atmasına izin verdiğimizde beklenmedik davranış ortaya çıktı. Bu, yüksek basınçlı jetlere bir dizi atım gönderdi ve salınımlı jet şok cephelerinin körük benzeri eyleminin bir sonucu olarak şekil değiştirmelerine neden oldu.”

Araştırmacılar, bu aşırı basınçlı jetlerin “hava dolu akciğerler gibi” etkili bir şekilde genişlediğini söyledi.

Bunu yaparken, bir dizi basınç dalgası şeklinde ses dalgalarını çevredeki galaksiye ilettiler ve bunun daha sonra galaksinin büyümesini baskıladığı görüldü.

Yakınlardaki Perseus galaksi kümesinde gözlemlenen ve ses dalgalarına örnek olduğuna inanılan muazzam sıcak gaz kabarcıklarıyla ilişkili olanlar gibi, galaksi dışı ortamlarda dalgalanmalara dair bazı kanıtlar bulunmaktadır.

Bu dalgalanmaların, bir galaksinin etrafındaki ortam ortamının sürdürülmesinden sorumlu olduğu düşünülüyordu; ancak bunları üretecek bir mekanizma henüz yoktu.

Geleneksel kozmolojik simülasyonlar bu nedenle galaksilere doğru giden gaz akışını açıklayamıyor ve evrenin en büyük gizemlerinden birine yol açıyor; bu nedenle bir galaksinin kalbindeki oldukça aktif kara deliğe direnç sağlamak için güveniyor.

“Bunu yapmak kolay değil, ancak titreşim türü, kara deliğin boyutu ve akciğerlerin kalitesi konusunda kısıtlamalarımız var,” diyor ortak yazar Profesör Michael Smith. “Çok hızlı veya çok yavaş nefes almak, galaksi ortamını korumak ve aynı zamanda kalbe yakıt sağlamak için gereken yaşam veren titremeleri sağlamayacaktır.”

Araştırmacılar, bir galaksinin ömrünün, çekirdeğindeki süper kütleli kara delik motorunun, erken bir aşamadan itibaren gazın yıldızlara çökmesini sınırlayarak büyümeyi engellemeye yardımcı olduğu “kalbi ve akciğerleri” yardımıyla uzatılabileceği sonucuna vardılar.

Bunun, bugün gördüğümüz galaksilerin oluşmasına yardımcı olduğunu söylüyorlar.

Böyle bir mekanizma olmasaydı, galaksiler şimdiye kadar yakıtlarını tüketmiş ve sönüp gitmiş olurlardı; bazıları da “kırmızı ve ölü” ya da “zombi” galaksiler şeklinde yok olurlar.