Galaksi relatif mudah dibuat untuk bintang. Mulailah dengan sekelompok gumpalan gas dan debu acak. Biasanya gumpalan itu akan cukup hangat. Untuk mengubahnya menjadi bintang, Anda harus mendinginkannya. Dengan membuang semua panas mereka dalam bentuk radiasi, mereka dapat memampatkan. Buang lebih banyak panas, kompres lebih banyak. Ulangi selama satu juta tahun atau lebih.
Akhirnya potongan-potongan awan gas menyusut dan menyusut, mengompres diri mereka menjadi simpul kecil yang ketat. Jika kepadatan di dalam simpul itu cukup tinggi, mereka memicu fusi nuklir dan voila: bintang-bintang lahir.
Ketika kita mengamati galaksi masif, kita melihat radiasi sinar-X dalam jumlah besar meledak dari inti mereka. Radiasi ini secara alami membawa panas. Radiasi ini secara alami mendinginkan galaksi, terutama di intinya. Jadi, gas dalam teras harus mengecil dan menyusut volumenya. Materi di sekitarnya harus memperhatikan dan jatuh di belakangnya, menyalurkan dirinya ke inti.
Dan tidak hanya sedikit: sebanyak ribuan massa matahariper tahun seharusnya runtuh ke inti galaksi yang paling masif saat mereka mendingin, dingin, dingin.
Pendinginan dan pengompresan yang luar biasa ini seharusnya, dengan segala cara, memicu sejumlah besar pembentukan bintang. Bagaimanapun, Anda memiliki kondisi yang tepat: banyak barang yang didinginkan menjadi kantong-kantong kecil.
Jadi di galaksi-galaksi ini dengan banyak keluaran sinar-X, kita seharusnya melihat banyak bintang baru bermunculan.
Kami tidak.
Itu masalah.
Sesuatu harus menjaga galaksi-galaksi ini tetap hangat meskipun kehilangan panas yang besar dari emisi sinar-X mereka. Sesuatu harus menghentikan gas agar tidak memadat hingga menghasilkan bintang. Sesuatu harus menjaga cahaya bintang tetap rendah.
Seperti kebanyakan misteri dalam astronomi, ada berbagai gagasan, semuanya dengan kekuatan dan kelemahan mereka sendiri, dan tidak ada yang sepenuhnya memuaskan. Variasi mekanisme yang digunakan untuk menjelaskan teka-teki ini termasuk umpan balik supernova, gelombang kejut yang kuat yang ditiup oleh bintang masif, medan magnet menjadi rusak, dan bahkan mengubah bentuk galaksi untuk mencegah pendinginan lebih lanjut.
Mungkin hal yang paling mudah untuk disalahkan adalah lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi. Saat gas mendingin dan mengalir ke dalam, ia menarik dirinya sendiri ke lubang hitam. Pusaran gravitasi besar yang menghisap dengan lapar memakan gas, membuatnya semakin turun. Tetapi dengan semua gas yang terkompresi menjadi volume yang kecil, itu memanas, sangat.
Kadang-kadang, jika campuran kekuatan magnet yang kuat tepat, aliran gas dapat berputar di sekitar lubang hitam, nyaris tidak menghindari dilupakan cakrawala acara, angin dan berputar-putar, akhirnya meledak keluar dari wilayah itu dalam bentuk panjang, tipis jet.
Jet ini membawa banyak energi. Energi yang cukup untuk memanaskan seluruh inti galaksi, mencegah pendinginan lebih lanjut.
Jika itu tidak cukup baik, radiasi ekstrem yang dipancarkan oleh gas panas yang intens saat didorong ke bawah kerongkongan lubang hitam dapat meledak di sekitarnya, memberikan lebih dari cukup panas untuk menghentikan - dan bahkan membalikkan - aliran gas dingin .
Mungkin.
Skenario ini jelas menarik, karena a) sangat umum dan b) sangat kuat. Pada pandangan pertama itu adalah penentu yang sempurna, tetapi alam, seperti biasa, sebagai kebiasaan yang berubah menjadi buruk. Masalahnya adalah bahwa memberi makan lubang hitam adalah sistem yang luar biasa rumit, dengan segala macam proses fisik bercampur menjadi satu, yang membuatnya sulit untuk dipelajari.
Dan, tidakkah Anda tahu, ketika kami mencoba mensimulasikan skenario ini di komputer, mengikuti fisika sebaik mungkin dan seperti yang kami pahami, kami memiliki banyak kesulitan dalam mendapatkan jumlah energi yang tepat ke tempat yang tepat. Terkadang galaksi terus mendingin. Terkadang mereka meledak. Terkadang mereka berfluktuasi bolak-balik antara pemanasan dan pendinginan terlalu cepat.
Meskipun kami belum memiliki gambaran lengkap dan final, para peneliti membuat kemajuan yang mantap, jika lambat, dalam memahami hubungan antara lubang hitam raksasa dan galaksi inangnya. Dalam sebuah makalah baru-baru ini, para ilmuwan menggunakan simulasi komputer canggih untuk mencoba memeriksa gambaran lengkap itu, termasuk sebanyak mungkin fisika terperinci.
Mereka menemukan bahwa ketika sampai pada proses yang fantastis ini yang menampilkan kekuatan mentah yang luar biasa dari alam pada hal yang paling murni dan halus. Tentu saja, radiasi hebat yang dilepaskan oleh gas yang jatuh dan jet yang keluar dari dekat permukaan lubang hitam yang mematikan memainkan peran dalam mengatur suhu galaksi. Tetapi mereka sering gagal, salah menerapkan energi mereka ke tempat yang salah atau waktu yang salah.
Tetapi radiasi dan jet bukan satu-satunya yang didorong oleh lubang hitam supermasif pusat. Sinar kosmik, partikel bermuatan kecil yang bergerak mendekati kecepatan cahaya, membanjiri sekitar pusaran. Mereka membantu mengangkut panas pada kecepatan yang bagus dan stabil, menjaga detak jantung galaksi berjalan dengan irama teratur.
Ditambah lagi ada turbulensi kuno yang bagus, dengan gelombang kejut yang bergulir dan temperamen buruk yang digerakkan oleh flare-up di tengah. Turbulensi ini hanya berfungsi dengan baik untuk mencegah gas di sekitarnya dari pendinginan sepenuhnya dan meledak menjadi formasi bintang.
Jadi ini dia, cerita yang lengkap? Tentu saja tidak. Galaksi adalah makhluk hidup yang bernafas, dengan mesin gravitasi besar yang menggerakkan hati mereka, dan terjalinnya aliran gas yang dibentuk oleh kekuatan - dan terkadang eksotis - yang kuat. Ini adalah masalah yang sulit untuk dipelajari, tetapi merupakan masalah yang menarik, karena dengan menjabarkan hubungan antara galaksi dan lubang hitamnya, sebagaimana dikomunikasikan melalui aliran dan gangguan gas dingin, kita dapat mencoba untuk membuka kisah evolusi galaksi itu sendiri.
Baca selengkapnya: "Sinar Kosmik atau Turbulensi dapat Menekan Arus Pendinginan (Di mana Pemanasan Termal atau Injeksi Momentum Gagal)"
