Melkeveiens drivstoff-problem
Noe som frustrerer astronomer: vår egen galakse, Melkeveien, har omtrent 100 milliarder stjerner. Det er mye!
Men galakser som vår er omgitt av noe enda større og viktigere. Det kalles den galakseomspennende gassen, eller CGM på engelsk. Tenk på det som en diger drivstofftank som surrer rundt en galakse. Den strekker seg 10 til 20 ganger lenger ut enn selve stjernene vi kan se.
Denne gassen er grunnleggende drivstoff for framtidige stjerner. Over tid kjøles noe av den ned, driver innover, klumper seg sammen – og til slutt tenner nye stjerner. Siden stjerner er der planeter dannes, og planeter er der liv kan oppstå, er denne gassreserven ganske viktig.
Så her er gåten: Hvis galakser flyter rundt i all denne potensielle stjernedannende gassen – hvorfor lager de ikke langt flere stjerner? Noe må hindre gassen i å kjøle seg ned og kollapse. Men hva?
De minste tingene med størst påvirkning
Møt de supermassive svarte hullene. Disse monsterne lever i sentrum av de fleste store galakser. De er bitte små sammenlignet med galaksene de bor i. Tenk deg noe på størrelse med solsystemet vårt som påvirker noe 100 milliarder ganger mer massivt.
«Det er som en maur som påvirker noe hundrevis av kilometer unna,» sier Namrata Roy, astronom ved Raman Research Institute. «Hvordan kan noe så lite energisk påvirke noe så enormt?»
Et rettferdig spørsmål. Og ærlig talt – et av de mest hodelseggende aspektene ved moderne astronomi.
Jetstrålene som kan forandre alt
Ny forskning av Sanchayeeta Borthakur fra Arizona State University og Namrata Roy kan ha funnet svaret. Studien, nylig publisert i Astrophysical Journal Letters, viser at når svarte hull spiser aktivt, sender de ut utrolig kraftige jetstråler av overopphetet plasma. Disse skyter ut i gassen rundt.
Strålmene varmer ikke bare opp nærliggende materiale. De endrer faktisk kjemien og ioniseringstilstanden til gass som er ufattelig langt unna.
Teamet studerte galakser med aktive svarte hull som produserer disse jetstrålene. De lette etter et spesifikt signal: den svake gløden fra ionisert hydrogen, kjent som H-alfa. Problemet er at dette signalet er for svakt til å oppdage rundt én enkelt galakse. Så de var smarte. De kombinerte observasjoner fra hundrevis av galakser ved hjelp av data fra DESI-undersøkelsen og LOFAR-radio teleskopet.
Strålen, ikke lampen
Da de tok gjennomsnittet av signalene fra alle retninger rundt galaksene, var H-alfa-gløden ganske svak. Men da de så spesifikt langs banene til jetstrålene – der plasmaet faktisk skjøt ut – var signalet dramatisk sterkere.
Dette forteller oss noe viktig: jetstrålene lyser ikke opp alt rundt seg som en lampe. De er mer som en lommelykt. De påvirker direkte gassen de passerer gjennom.
«Det overraskende spørsmålet er: hvordan kan noe så lite energisk påvirke noe så enormt?» sa Roy. Nå, takket være denne forskningen, begynner vi kanskje endelig å få et svar.
Hva dette betyr for galakse-utvikling
Denne oppdagelsen kan bidra til å forklare det kosmiske mysteriet med «slukkede» galakser – galakser som har sluttet å lage nye stjerner. Hvis jetstråler fra svarte hull stadig forstyrrer gassreserven som galakser trenger for stjernedannelse, kan det sette en brems på stjerneproduksjonen.
«Dette er et banebrytende resultat som løser det lengevarende mysteriet om hvordan svarte hull påvirker galakser, stjernene deres – og livet slik vi kjenner det!» sa Borthakur. «Dette arbeidet åpner en ny retning for å utforske samspillet mellom supermassive svarte hull billioner av kilometer unna og hvordan vi endte opp her.»
Det er faktisk ganske dypt når du tenker på det. Den samme aktiviteten til svarte hull som former galakse-utvikling kan til syvende og sist påvirke om vilkårene for liv i det hele tatt kan eksistere.
Så neste gang du ser opp på nattehimmelen og ser en stjerne: den eksisterer sannsynligvis fordi et svart hull et eller annet sted bestemte seg for å la den være i fred. Og hvis det svarte hullet hadde vært litt mer aktivt med jetstrålene sine, hadde kanskje den stjernen aldri blitt til.
Ganske ville greier, eller hva?