Οι ταινίες Hubble δείχνουν κυκλοφοριακή συμφόρηση σε αστρικούς αεριωθούμενους
Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι, αντί να ρέουν ομαλά, τα αεροσκάφη είναι γεμάτα από πυκνά σύννεφα αερίου που φαίνεται να συγκρουστούν και να συγχωνεύονται καθώς εκτοξεύονται προς τα έξω σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Οι συγκρούσεις προκαλούν τα καυτά σημεία να φλεγμονώσουν προσωρινά τη φωτεινότητα, καθώς τα κύματα σοκ κινούνται μέσα από αυτά και στη συνέχεια υποχωρούν καθώς τα κύματα σοκ διαλύονται.
"Έχουμε γνωρίσει για κάποιο χρονικό διάστημα ότι τα Jets δεν είναι ομαλά και ομοιόμορφα, αλλά αυτές οι νέες παρατηρήσεις τελικά ας δούμε τι πραγματικά συμβαίνει μέσα σε αυτά τα αεριωθούμενα αεροσκάφη", δήλωσε ο Nathan Smith του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Berkeley, επικεφαλής ενός εγγράφου που έγινε αποδεκτή για δημοσίευση στο Astrophysical Journal.
Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι η τρεμόπαιγμα των καυτών σημείων μπορεί να προσφέρει έναν νέο τρόπο να αναλύσει αυτά τα αεριωθούμενα αεριωθούμενα, που ονομάζονται σχετικιστικά αεριωθούμενα αεριωθούμενα, τα οποία είναι κοινά στο σύμπαν και πιστεύεται ότι περιέχουν μερικά από τα πιο ενεργητικά σωματίδια που είναι γνωστά.
Τα Jets είναι ένα από τα πιο ισχυρά φαινόμενα στο σύμπαν. Αποτελούνται από στενές δοκούς σωματιδίων, κυρίως ηλεκτρόνια και πρωτόνια, που εκτοξεύονται από μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Δεν είναι ακόμα σαφές πώς οι αεριωθούμενοι είναι σε θέση να επιταχύνουν τόσο αποτελεσματικά τα σωματίδια.
Οι παρατηρήσεις επικεντρώθηκαν στην κεντρική περιοχή του Radio Galaxy M87, που βρίσκεται περίπου 54 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Παρθένο. Στην καρδιά του είναι μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 3 δισεκατομμύρια φορές εκείνη του ήλιου μας.
Η ομάδα του Smith χρησιμοποίησε το όργανο φασματογράφησης διαστημικού τηλεσκοπίου του Hubble για να αποκτήσει εικόνες μεγάλης έκθεσης του εσωτερικού τζετ για πολλούς μήνες. Στη συνέχεια δημιούργησαν ταινίες συνδυάζοντας μια σειρά από 22 εικόνες σύντομης έκθεσης που διαρκεί πάνω από 20 λεπτά. Οι ταινίες αποκαλύπτουν ότι οι πιο λαμπροί κόμβοι εκπομπής αλλάζουν συνεχώς, ενώ μερικοί παραμένουν σταθεροί.
"Για πρώτη φορά, μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα το υλικό που συγκρούεται μέσα σε ένα τζετ", δήλωσε ο Smith. "Πριν, το καλύτερο που μπορούσαμε να κάνουμε ήταν να μελετήσουμε τα επακόλουθα αυτών των γεγονότων. Τώρα μπορούμε να δούμε τις αλληλεπιδράσεις σε πραγματικό χρόνο".
Μια πιθανότητα που εγείρει τα αποτελέσματα είναι ότι οι κόμβοι στο πίδακα μπορεί να είναι μέρος ενός φυσικού αποτελέσματος "εστίασης". Καθώς τα αεριωθούμενα αεροσκάφη ρέουν προς τα έξω από τη μαύρη τρύπα, εισέρχονται σε αέριο περιβάλλοντος από το περιβάλλον τους, το οποίο τους επιβραδύνει. Το βραδύτερο υλικό δημιουργεί ένα είδος "εστίασης κολάρο" γύρω από το τζετ που τον προκαλεί να τσιμπήσει, επιτρέποντας στους κόμβους να συγκρουστούν και να συγχωνεύονται πιο εύκολα.
Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι συστάδες υλικού φαίνεται να "σερφάρουν" κατά μήκος των κυμάτων σοκ που κινούνται κάτω από το τζετ σε πάνω από το 99,5 % της ταχύτητας του φωτός. Οι αστρονόμοι έχουν εκτιμήσει ότι τα μεγέθη των συστάδων είναι περίπου 1.000 φορές το μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος.
"Αυτές οι συστάδες μπορεί να είναι ανάλογες με τις κυκλοφοριακές μαρμελάδες που βιώνουμε στον αυτοκινητόδρομο, όπου τα αυτοκίνητα επιβραδύνουν και συσσωρεύονται πίσω από μια συμφόρηση", δήλωσε ο Smith. "Αντί των αυτοκινήτων, αυτά τα συστάδες υλικού επιβραδύνονται από τη σύγκρουση με το αέριο περιβάλλοντος".
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η φωτεινότητα ορισμένων καυτών σημείων παρέμεινε σταθερή για τη διάρκεια των παρατηρήσεων. Πιστεύουν ότι αυτά τα σημεία μπορεί να προκληθούν από κύματα σοκ, παρόμοια με το κύμα κλονισμού του τόξου μπροστά από ένα πλοίο που κινείται μέσα από το νερό, και όχι τα κινούμενα κύματα σοκ που δημιουργούνται από τις συστάδες.
Οι ταινίες αποκαλύπτουν επίσης ότι η ταχύτητα με την οποία κινούνται οι συστάδες μειώνεται καθώς ταξιδεύουν κάτω από το τζετ. Αυτή είναι η πρώτη φορά που οι αστρονόμοι μπόρεσαν να παρατηρήσουν άμεσα αυτή την επιβράδυνση μέσα σε ένα τζετ.
Οι παρατηρήσεις θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να βελτιώσουν τα μοντέλα φυσικής αεριωθούμενης αεριωθούμενης φυσικής και να αναπτύξουν καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι γαλαξίες είναι σε θέση να μετατρέψουν τη βαρυτική ενέργεια των μαύρων οπών στην τεράστια ενέργεια που μεταφέρονται από τους αεριωθούμενους.
