Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Theo một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge, “Thời tiết” trong các cụm thiên hà có thể giải thích một câu đố lâu đời. Các nhà khoa học đã sử dụng các mô phỏng tinh vi để cho thấy các “máy bay phản lực” mạnh mẽ từ các lỗ đen siêu lớn bị phá vỡ như thế nào trước sự chuyển động của khí nóng và các thiên hà khi chúng ngăn không cho khí làm mát qua đó có thể tạo thành các ngôi sao.
Theo một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge, “Thời tiết” trong các cụm thiên hà có thể giải thích một câu đố lâu đời. Các nhà khoa học đã sử dụng các mô phỏng tinh vi để cho thấy các “máy bay phản lực” mạnh mẽ từ các lỗ đen siêu lớn bị phá vỡ như thế nào trước sự chuyển động của khí nóng và các thiên hà khi chúng ngăn không cho khí làm mát qua đó có thể tạo thành các ngôi sao. Nhóm nghiên cứu đã công bố công trình của họ trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia .
Các cụm thiên hà điển hình có vài nghìn thiên hà thành viên, có thể rất khác với Dải Ngân hà của chúng ta và có kích thước cùng hình dạng khác nhau. Các hệ thống này được nhúng trong khí rất nóng được gọi là môi trường nội bào (ICM), tất cả đều sống trong một quầng sáng vô hình của cái gọi là ‘vật chất tối’.
Một số lượng lớn các thiên hà có các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng và chúng thường có các tia vật chất tốc độ cao trải dài hàng ngàn năm ánh sáng có thể thổi phồng các thùy rất nóng trong ICM.
Các nhà nghiên cứu có trụ sở tại Viện Vũ trụ học và Viện Thiên văn học Kavli đã thực hiện các mô phỏng hiện đại để nhìn vào các thùy phản lực rất chi tiết và kết quả là tia X phát ra. Mô hình này ghi lại sự ra đời và tiến hóa vũ trụ của cụm thiên hà và cho phép các nhà khoa học điều tra với chủ nghĩa hiện thực chưa từng có về cách các tia nước và thùy mà chúng thổi phồng tương tác với một ICM động.
Họ phát hiện ra rằng các quan sát tia X giả của cụm mô phỏng cho thấy cái gọi là “khoang tia X” và “vành sáng tia X” được tạo ra bởi các tia nước có lỗ đen siêu lớn, bản thân nó bị biến dạng bởi các chuyển động trong cụm , đặc biệt giống với những gì được tìm thấy trong các quan sát của các cụm thiên hà thực sự.
Các nhà khoa học đã phát triển các kỹ thuật tính toán mới giúp khai thác công nghệ điện toán với hiệu năng cao mới nhất để mô hình hóa lần đầu tiên các “máy bay phản lực” với hơn một triệu phần tử trong các cụm hoàn toàn thực tế. Điều này cho phép họ đặt các quy trình vật lý thúc đẩy sự giải phóng năng lượng phản lực dưới kính hiển vi.
Khi các thiên hà di chuyển xung quanh trong cụm sao, mô phỏng cho thấy chúng tạo ra một loại ‘thời tiết’ di chuyển, biến dạng và phá hủy các thùy khí nóng được tìm thấy ở phần cuối của các tia đen. Thùy phản lực rất mạnh và nếu bị phá vỡ sẽ cung cấp một lượng năng lượng khổng lồ cho ICM.
Nhóm Cambridge tin rằng cơ chế phá vỡ thời tiết của cụm này có thể giải quyết một vấn đề lâu dài: hiểu tại sao khí ICM không làm mát và hình thành các ngôi sao trong trung tâm cụm. Câu đố được gọi là “dòng chảy làm mát” này đã làm các nhà vật lý thiên văn lo lắng trong hơn 25 năm.
Các mô phỏng được thực hiện cung cấp một giải pháp mới trêu ngươi có thể giải quyết vấn đề này. Tiến sĩ Bourne nhận xét: “Sự kết hợp của các năng lượng khổng lồ được bơm vào các thùy phản lực bởi lỗ đen siêu lớn và khả năng của thời tiết cụm để phá vỡ các thùy và phân phối lại năng lượng này cho ICM cung cấp một cơ chế đơn giản để có thể giải quyết dòng chảy.
Một loạt các kính viễn vọng không gian tia X thế hệ tiếp theo sẽ phóng lên quỹ đạo trong thập kỷ tới. Những công cụ tiên tiến này sẽ giúp giải quyết cuộc tranh luận – và nếu thời tiết giữa các thiên hà thực sự ngăn chặn sự ra đời của các ngôi sao.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :