暴风雨的星团天气可能释放黑洞的力量

剑桥大学的一组研究人员称，星系团中的“天气”可能解释了一个长期的难题。科学家使用复杂的模拟来显示超大质量黑洞的强大射流如何被热气体和星系的运动所破坏，从而防止气体冷却，否则会形成恒星。该小组将他们的工作发表在《皇家天文学会月刊》上。

典型的星系团有数千个成员星系，它们与我们自己的银河系可能非常不同，并且大小和形状各不相同。这些系统嵌入称为团簇内部介质(ICM)的高温气体中，所有气体都生活在所谓的“暗物质”的看不见的光环中。

许多星系的中心都有超大质量的黑洞，这些星系通常具有高速的物质射流，其延伸时间超过数千光年，可能使ICM中非常热的裂片膨胀。

位于卡夫里宇宙研究所和天文研究所的研究人员进行了最先进的模拟，仔细观察了射流瓣并发现了X射线。该模型捕获了星系团的诞生和宇宙学演化，并使科学家能够以前所未有的真实感研究它们膨胀的射流和波瓣如何与动态ICM相互作用。

他们发现，对模拟星团的模拟X射线观察揭示了由超大质量黑洞驱动的射流产生的所谓的“ X射线腔”和“ X射线亮边”，它们本身会因星团中的运动而变形，非常类似于在真实银河星团的观测中发现的。

剑桥天文研究所的Martin Bourne博士领导该团队。他评论说：“我们已经开发出利用最新的高性能计算技术的新计算技术，首次将具有超过一百万个元素的射流波瓣建模到完全逼真的簇中。这使我们能够将物理过程放置在在显微镜下驱动射流能量的释放。”

当星系在星团中四处移动时，模拟显示它们会产生一种“天气”，从而移动，变形和破坏在黑洞喷头末端发现的高温气体。射流波瓣非常强大，如果受到干扰，会向ICM传递大量能量。

剑桥团队认为，这种星团天气干扰机制可能会解决一个持久的问题：了解为什么ICM气体不会冷却并在星团中心形成恒星。这个所谓的“冷却流”难题困扰着天体物理学家超过25年。

进行的仿真提供了诱人的新解决方案，可以解决此问题。伯恩博士评论说：“超大质量黑洞泵入喷射波瓣的巨大能量与星团天气破坏波瓣并将这种能量重新分配给ICM的能力相结合，为解决冷却提供了一种简单而优雅的机制流量问题。”

在未来十年中，一系列下一代X射线太空望远镜将进入轨道。这些先进的仪器应该有助于解决辩论，以及星际天气是否真的阻止了恒星的诞生。

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