Российские и иностранные ученые объяснили нагревание плазмы в скоплениях галактик

Международный коллектив астрофизиков, в который входят ученые из России, изучил механизм поддержания температуры плазмы в центрах скоплений галактик. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature.

В центрах скоплений галактик присутствует перегретая плазма температурой от десяти миллионов до 100 миллионов кельвинов. Вещество в ней состоит в основном из ионизированных водорода и гелия, которые излучают в рентгеновском диапазоне спектра.

Во многих центрах таких скоплений излучение уносит энергию за время, много меньшее времени существования самой системы. Это должно приводить к образованию холодного газа, и, как следствие, энергичному процессу схлопывания молекулярных облаков в плазменные шары, формирующие протозвезды.

Однако наблюдения противоречат теоретическому сценарию. Следовательно, по мнению ученых, должен существовать механизм, не позволяющий плазме так быстро охлаждаться. Наиболее перспективным кандидатом на его роль являются нагревание от сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

В своей работе астрофизики установили возможные пути передачи энергии плазме в галактических скоплениях при помощи черных дыр. Специалисты выяснили, что ведущим механизмом поддержания высокой энергии плазмы является ее турбулентный нагрев — создание в холодной плазме в результате падения материи на черную дыру сильной низкочастотной волны. Такая волна распространяется в магнитном поле вещества, а ее затухание приводит к передаче энергии ионам плазмы.