قد تكون الثقوب السوداء الهائلة في قلوب المجرات تنفجر موجات الغاز الساخنة المضطربة عبر الكون ، مما يبقي مجموعات المجرات على قيد الحياة مع حرارتها.
وللمرة الأولى ، يعتقد علماء الفيزياء الفلكية أنهم رأوا هذا الاضطراب أثناء العمل.
انظر إلى كتلة مجرة ضخمة وسترى غازًا ساخنًا يدور في قلبه ، مما يملأ الفراغ بين النجوم والمجرات. ولكن هناك لغز حول هذا الغاز. كيف تبقى ساخنة جدا؟ تشير النماذج البسيطة إلى أنها يجب أن تفقد طاقتها بشكل أسرع بكثير مما تفعله ، وأن الجاذبية يجب أن تبدأ في ربط السحابة بأكملها معًا في نجوم خلال حوالي مليار سنة من تشكلها. وستحترق تلك النجوم بدورها ، وتموت المجرة معهم. يطلق علماء الفيزياء الفلكية على هذه العملية اسم "التبريد الكارثي". لكن هذا لا يحدث.
اتضح ، في عام 2005 ، وجد الباحثون تفسيرًا جزئيًا لماذا لا. وجدوا فقاعات تتشكل داخل تلك السحب الغازية الكثيفة ، تجاويف عملاقة في الفضاء - بعضها بحجم درب التبانة. كانت هذه الفقاعات العملاقة تتحرك بعيدًا عن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات ، وبدورًا ، كما كتب الباحثون ، يبدو أنها تمنع التبريد الكارثي.
ولكن بقي السؤال: كيف يتم نقل كل تلك الطاقة إلى الغاز حول الفقاعات؟ في ورقة جديدة ، نُشرت في قاعدة بيانات arXiv في 18 نوفمبر (لم تخضع الورقة بعد لعملية المراجعة النظيرة الرسمية) ، أبلغ الباحثون عن دليل على اضطراب حول الفقاعات: الدوامات والأدوار التي تدور عن الدوامات والأدوار الصغيرة ، والتي تدور من الدوامات الصغيرة لا تزال. مع مرور الوقت ، تقول النظرية ، أن السلوك الفوضوي يصل إلى المستوى المجهري ، حيث يتبدد كحرارة.
وقال مؤلف الدراسة يوان لي ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، لـ "لايف ساينس": "يمكنك تصور الفقاعة على أنها ملعقة تحرك الشاي الساخن".
تخلق الملعقة "حركة كبيرة" للشاي ، ولكن اسحب الملعقة وستلاحظ دوامات أصغر تتشكل في السائل ، والتي تخلق دوامات أصغر. عندما تتوقف الدوامات عن الدوران ، فذلك لأن طاقتها تحولت إلى حرارة ، على حد قولها. في كوب على طاولتك ، التدفئة ليست مثيرة للغاية ؛ سوف تكافح لغلي الماء بمجرد تقليبه. لكن طاقة الفقاعات التي تتحرك عبر الفضاء أكثر كثافة بكثير ، ويبدو أن الاضطراب يحول جزءًا كبيرًا منها من الطاقة الحركية إلى الحرارة.
لم تقدم لي ومؤلفوها المشاركون أي ملاحظات جديدة لاكتشاف الاضطراب. بدلاً من ذلك ، اكتشفوا ذلك في البيانات المتاحة بالفعل من مجموعات المجرات Perseus و Abell 2597 و Virgo.
وقال لي إن خيوط الغاز المبرد تخترق السحب في مراكز تلك المجرات. سمحت هذه البيانات عالية الدقة للغاية بشكل لا يصدق لي بوضع خريطة لمدى سرعة تحرك الغاز في كل نقطة وفي أي اتجاه.
أظهرت تلك الخريطة الحرارية نمط اضطراب واضح. قال لي: "في وضع الاضطراب ، هناك دوامات كبيرة تصنع دوامات صغيرة تصنع دوامات أصغر. لديك شلال جميل."
يبدو أن "الشلال الجميل" يظهر في كل مركز عنقود مجرة.
وقالت: "لم أتوقع ذلك ، لم يتوقع أحد ذلك".
حتى أصغر الدوامات هنا موجودة على نطاق لا يمكن تصوره ، كبير بما يكفي لابتلاع نظامنا الشمسي بسهولة. بعد كل شيء ، قال لي ، إنهم يجرون ما يصل إلى "عبوات القمامة الكثيفة المليئة بالمجرات." وقال بريان ماكنمارا ، المؤلف الرئيسي لورقة الطبيعة 2005 التي اقترحت في البداية أن الفقاعات ربما تسخن هذه الغازات ، إنه وجد النتيجة الجديدة رائعة ، لكن لديه تحفظات.
وقال ماكنمارا لـ "لايف ساينس": "كل شيء مثير للاهتمام للغاية ، لكنه ليس حاسماً في ذهني. لست مقتنعاً تماماً" قال ماكنمارا ، رئيس قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة واترلو الكندية ، إن أهم قضية هي أن الشلالات المتسلسلة التي وجدها لي وزملاؤه لا تتطابق تمامًا مع ما تتوقعه من الاضطراب وحده. كتب مؤلفو الدراسة أن هذا يشير إلى أن التأثيرات الأخرى يمكن أن تكون في العمل ، أو ربما هناك بعض الفيزياء غير المعروفة التي تحكم سلوك الاضطراب في هذه الظروف القاسية.
وتساءل ماكنمارا أيضًا عما إذا كان الباحثون قد فككوا تمامًا آثار أنواع أخرى من الحركات في الغازات من الاضطراب الحقيقي.
وأشار أيضًا إلى أن بعض المنظرين يشكون في أن الاضطراب قد يبرد الغاز بالفعل أكثر مما يسخنه.
كل ما قاله ، هذه ورقة جيدة مع الكثير من الباحثين الجيدين المعنيين.
"أعتقد أن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به."
