劍橋大學(xué)的一組研究人員稱，星系團中的“天氣”可能解釋了一個長期的難題?？茖W(xué)家使用復(fù)雜的模擬來顯示超大質(zhì)量黑洞的強大射流如何被熱氣體和星系的運動所破壞，從而防止氣體冷卻，否則會形成恒星。該小組將他們的工作發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。

典型的星系團有數(shù)千個成員星系，它們與我們自己的銀河系可能非常不同，并且大小和形狀各不相同。這些系統(tǒng)嵌入稱為團簇內(nèi)部介質(zhì)(ICM)的高溫氣體中，所有氣體都生活在所謂的“暗物質(zhì)”的看不見的光環(huán)中。

許多星系的中心都有超大質(zhì)量的黑洞，這些星系通常具有高速的物質(zhì)射流，其延伸時間超過數(shù)千光年，可能使ICM中非常熱的裂片膨脹。

位于卡夫里宇宙研究所和天文研究所的研究人員進行了最先進的模擬，仔細觀察了射流瓣并發(fā)現(xiàn)了X射線。該模型捕獲了星系團的誕生和宇宙學(xué)演化，并使科學(xué)家能夠以前所未有的真實感研究它們膨脹的射流和波瓣如何與動態(tài)ICM相互作用。

他們發(fā)現(xiàn)，對模擬星團的模擬X射線觀察揭示了由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動的射流產(chǎn)生的所謂的“ X射線腔”和“ X射線亮邊”，它們本身會因星團中的運動而變形，非常類似于在真實銀河星團的觀測中發(fā)現(xiàn)的。

劍橋天文研究所的Martin Bourne博士領(lǐng)導(dǎo)該團隊。他評論說：“我們已經(jīng)開發(fā)出利用最新的高性能計算技術(shù)的新計算技術(shù)，首次將具有超過一百萬個元素的射流波瓣建模到完全逼真的簇中。這使我們能夠?qū)⑽锢磉^程放置在在顯微鏡下驅(qū)動射流能量的釋放。”

當(dāng)星系在星團中四處移動時，模擬顯示它們會產(chǎn)生一種“天氣”，從而移動，變形和破壞在黑洞噴頭末端發(fā)現(xiàn)的高溫氣體。射流波瓣非常強大，如果受到干擾，會向ICM傳遞大量能量。

劍橋團隊認為，這種星團天氣干擾機制可能會解決一個持久的問題：了解為什么ICM氣體不會冷卻并在星團中心形成恒星。這個所謂的“冷卻流”難題困擾著天體物理學(xué)家超過25年。

進行的仿真提供了誘人的新解決方案，可以解決此問題。伯恩博士評論說：“超大質(zhì)量黑洞泵入噴射波瓣的巨大能量與星團天氣破壞波瓣并將這種能量重新分配給ICM的能力相結(jié)合，為解決冷卻提供了一種簡單而優(yōu)雅的機制流量問題。”

在未來十年中，一系列下一代X射線太空望遠鏡將進入軌道。這些先進的儀器應(yīng)該有助于解決辯論，以及星際天氣是否真的阻止了恒星的誕生。