یک مطالعه جدید نشان می‌دهد کهکشان‌ها از مرگ زودهنگام اجتناب می‌کنند، زیرا «قلب و ریه‌هایی» دارند که به طور مؤثری «تنفس» آنها را تنظیم می‌کند و از خارج شدن آنها از کنترل جلوگیری می‌کند.
اگر این کار را نمی کردند، کیهان خیلی سریعتر از الان پیر می شد، و همه آنچه که امروز می بینیم، کهکشان های بزرگ “زامبی” هستند که پر از ستاره های مرده و در حال مرگ هستند.
این بر اساس یک مطالعه جدید منتشر شده در اعلامیه های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم، که یکی از اسرار بزرگ جهان را بررسی می کند – چرا کهکشان ها به اندازه ای که ستاره شناسان انتظار دارند بزرگ نیستند.
به نظر می رسد چیزی با محدود کردن مقدار گاز جذب شده برای تبدیل شدن به ستاره، پتانسیل عظیم آنها را خفه می کند، به این معنی که به جای رشد بی پایان، چیزی در داخل در برابر کشش ظاهراً اجتناب ناپذیر گرانش مقاومت می کند.
اکنون اخترفیزیکدانان دانشگاه کنت فکر می کنند که ممکن است این راز را کشف کرده باشند. آنها پیشنهاد می‌کنند که کهکشان‌ها واقعاً می‌توانند سرعت رشد خود را از طریق «نفس کشیدن» کنترل کنند.
در قیاس خود، محققان سیاهچاله عظیم در مرکز یک کهکشان را با قلب آن و دو جت مافوق صوت دوقطبی گاز و تشعشع که به مجاری هوایی که یک جفت ریه را تغذیه می‌کنند، مقایسه کردند.
تکانه‌های ناشی از سیاهچاله – یا «قلب» – می‌توانند باعث نوسان جلو و عقب جت شوک در امتداد هر دو محور جت شوند، شبیه حرکت دیافراگم قفسه سینه در بدن انسان در حفره قفسه سینه برای باد کردن و تخلیه هر دو ریه. .
این می تواند منجر به انتقال گسترده انرژی جت به محیط شود، درست همانطور که ما هوای گرم را بازدم می کنیم و سرعت تجمع و رشد گاز کهکشانی را کاهش می دهد.
کارل ریچاردز، دانشجوی دکترا، پس از ایجاد شبیه‌سازی‌های جدید و آزمایش‌شده‌ای جدید برای بررسی نقش جت‌های مافوق صوت در ممانعت از رشد کهکشان‌ها، این نظریه را ارائه کرد.
اینها شامل اجازه دادن به “قلب” سیاهچاله برای تپش و قرار گرفتن فواره ها در فشار بالا است – اگر این تشبیه را به بدن انسان بسط دهیم، بسیار شبیه به نوعی از فشار خون بالا است.
او گفت که این باعث می‌شود که جت‌ها «مانند دم‌ها عمل کنند» و امواج صوتی را «مانند امواج روی سطح دریاچه» منتشر می‌کنند.
این پدیده شبیه به معادل زمینی امواج صوتی و ضربه ای است که هنگام باز کردن یک بطری شامپاین، جیغ زدن ماشین، موشک های خسته و سوراخ کردن بدنه فشار ایجاد می شود.
ریچاردز می‌گوید: «ما متوجه شدیم که باید وسیله‌ای وجود داشته باشد که جت‌ها از بدن پشتیبانی کنند – گاز اتمسفری که کهکشان را احاطه کرده است – و این چیزی است که در شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای خود پیدا کردیم.
«این رفتار غیرمنتظره زمانی آشکار شد که شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای فشار بالا را تجزیه و تحلیل کردیم و به قلب اجازه دادیم تا ضربان داشته باشد.
این جریان جریانی از پالس‌ها را به جت‌های پرفشار فرستاد و باعث تغییر شکل آنها در نتیجه عملکرد دم مانند جبهه‌های ضربه‌ای نوسانی شد.»
به گفته محققان، این جت های فوق فشار به طور موثر “مانند ریه های پر از هوا” منبسط می شوند.
با انجام این کار، آنها امواج صوتی را به شکل مجموعه ای از امواج فشار به کهکشان اطراف منتقل می کنند، که سپس رشد کهکشان را سرکوب می کنند.
شواهدی از امواج در محیط های خارج از کهکشانی وجود دارد، مانند آنهایی که در خوشه کهکشانی پرسئوس مشاهده شده است، همراه با حباب های عظیم گاز داغ که تصور می شود نمونه هایی از امواج صوتی هستند.
قبلاً تصور می شد که این امواج مسئول حفظ محیط اطراف کهکشان هستند، اگرچه مکانیسمی برای نسل آنها وجود نداشت.
بنابراین شبیه‌سازی‌های کیهان‌شناسی متعارف قادر به توضیح جریان گاز در کهکشان‌ها نیستند، که منجر به یکی از اسرار بزرگ کیهان می‌شود، بنابراین برای ایجاد مقاومت به سیاهچاله بسیار فعال در قلب کهکشان متکی است.
پروفسور مایکل اسمیت، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «با این حال، انجام این کار آسان نیست و ما محدودیت‌هایی در نوع ضربان، اندازه سیاهچاله و کیفیت ریه‌ها داریم.»
“تنفس خیلی سریع یا خیلی آهسته، لرزه های حیات بخش مورد نیاز برای حفظ محیط کهکشانی و در عین حال سوختن قلب را فراهم نمی کند.”
محققان به این نتیجه رسیدند که طول عمر یک کهکشان را می توان با کمک “قلب و ریه” آن افزایش داد، جایی که موتور سیاهچاله عظیم در هسته آن با محدود کردن میزان ریزش گاز به ستاره ها از مراحل اولیه به رشد ساقه کمک می کند.
آنها می گویند که این به ایجاد کهکشان هایی که امروز می بینیم کمک کرد.
بدون چنین مکانیزمی، کهکشان‌ها تا کنون سوخت خود را تمام کرده و ناپدید شده‌اند، همانطور که برخی به شکل کهکشان‌های «قرمز و مرده» یا «زامبی» انجام می‌دهند.
کاغذ “شبیه سازی جت های فشار بیش از حد پالسی: تشکیل دم و امواج در محیط های کهکشانی”کارل ریچاردز و مایکل اسمیت، منتشر شده در اعلامیه های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم.
