ما در یک جهان مرتبه ای زندگی می کنیم به طوری که ساختارهای کوچکتر به یکدیگر ملحق می شوند و نمونه های بزرگتر را می سازند.زمین سیاره ای در منظومه شمسی است ،منظومه شمسی در کهکشان راه شیری قرار دارد و کهکشان ها نیز در گروه ها و خوش هایی به یکدیگر می پیوندند.خوشه ها،بزرگترین ساختارها در جهان ما هستند ولی متاسفانه دانش ما از آنها با اندازه آن خوشه ها متناسب نیست. محققان از مدت زمانی طولانی می دانستند که گاز های موجود در مرکز بعضی  خوشه های کهکشانی،به سرعت درحال سرد و متراکم شدن  است.ولی معمایی که وجود داشت این بود که این گازهای متراکم شده چرا ستارگان را شکل نمی دهند.تاکنون  مدلی وجود نداشت که بتواند به صورت موفق توضیح دهد که چگونه این پدیده امکان پذیر است.

به گفته ایوان اسکانی پیکو،تئوری پرداز و فیزیک-نجوم دان که زمان بسیاری از مطالعات حرفه ای خود را به کهکشان ها و خوشه ها اختصاص داده است:"دو نوع خوشه وجود دارد.خوشه ها با هسته سرد و خوشه های بدون هسته." وی افزود:"خوشه های بدون هسته برای سرد شدن به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک نیستند.درحالیکه خوشه های با هسته سرد به سرعت در حال سرد شدن هستد.اگرچه با مقایسه با استاندارد های ما آن ها هنوز بسیار داغ هستند."

اسکانی پیکو استادیار دانشگاه زمین و کاوش های فضایی کالج علوم دانشگاه آریزونا است.

تلسکوپ های پرتو ایکس در درک ما از فعالیت هایی که در داخل خوشه ها با هسته سرد رخ می دهند،تغییرات زیادی ایجاد کردند.اگرچه این خوشه ها می توانندشامل صدها و حتی هزاران کهکشان باشند ولی اساساً از گازهای پراکنده و بسیار داغ که به گازهای میان خوشه ای موسومند،ساخته می شوند.این گازهای بین کهکشانی تنها توسط تلسکوپ های پرتو ایکس قابل مشاهده هستند که به ما این امکان را می دهند که دما و ساختار این گازها را تعیین کنیم.این رصدها نشان می دهد که گازهای پراکنده شده،در مراکز خوشه ها، به سرعت در حال سرد شدن هستند.

در مرکز هریک از این خوشه ها سیاه چاله ای قرار دارد که میلیون ها بار از خورشید پرجرم تر است.مقداری از این گازهای سرد به سوی دیسک متراکمی که در اطراف این سیاه چاله ها وجود دارند،پیش می روند و مقداری دیگر نیز به داخل سیاه چاله می روند و همچنین مقداری از این گازها نیز به سمت بیرون پرتاب می شوند.تصاویر پرتو ایکس به وضوح موادی را که به صورت متناوب و جت مانند از سیاه چاله به بیرون پرتاب می شوند را نشان می دهند.

اما چرا این فوارن ها به صورت متناوب است و چرا این گازهای سرد به دمای پایین تری نمی رسند تا منجر به تشکیل ستارگان شود؟تعدادی از عوامل ناشناخته سبب شکلی گیری یک رفتار متعادل موثر، شده است.

به گفته اسکانی پیکو:"به نظر می رسد فواره های جت مانند که از سیاه چاله ها خارج می شود به طریقی عامل توقف این سرمایش است.ولی تاکنون کسی نتوانسته است دلیل این امر را پیدا کنید."

اسکانی پیکو و ارکوس براجن؛استاد دانشگاه ژاکوب در برمن آلمان؛ به منظور توسعه شبیه سازی سه بعدی خود از خوشه های کهکشانی که یکی از بزرگترین سیاه چاله های جهان را احاطه کرده اند، از ابرکامپیوتر های واقع در ASUبهره برده اند. با سازگار کردن روشی که توسط گای دیمونت در آزمایشگاه لاس آلاموس و رابرت تایپون در آزمایشگاه لاورانس لیمور توسعه یافته بود،اسکانی پیکو و براجن مولفه های آشفتگی را به شبیه ساز افزودند که سابقاً هرگز درنظر گرفته نمی شد.

آشفتگی به صورت مشترک با سیاه چاله برای ایجاد تعادل نقش دارد.بدون وجود آشفتگی ،فواره های جت مانندی که از پیرامون سیاه چاله می آیند به تدریج قوی تر می شوند و گازها به صورت فاجعه باری سرد شده برای تشیکل ستاره گان جدید متراکم می شوند.وقتی که عامل آشفتگی دخالت داده می شود،سیاه چاله نه تنها سرمایش را متعادل می کند،بلکه چرخه های تناوبی این فعالیت را نیز به حرکت درمی آورد.

به گفته براجن:"وقتی که جریانی متلاطم وجود دارد،حرکت های تصادفی در هر مقیاسی ممکن است.هر فواره جت مانند از مواد که از دیسک ها فوران می کنند سبب ایجاد تلاطم می شوند که سبب درآمیختن همه چیز باهم می شود."

نتایج بدست آمده اسکانی پیکو و براجن که در مجله "مانتلی نویتسیز" جامعه سلطنتی نجوم منتشر شده است آشکار کرده است که آشفتگی به طور موثر ناحیه داغ را با محیط اطرافش درهم آمیخته است .بنابراین گازهای سرد نمی توانند به سمت سیاه چاله پیش بروند که این خود باعث عدم شکل گیری ستارگان می شوند.

هرزمان که مقداری از گارهای سرد به سیاه چاله می رسند،سیاه چاله آن را به صورت فواره به بیرون پرتاب می کند.این عمل سبب شکل گیری آشفتگی می شود که خود باعث درهم آمیخته شدن گازهای داغ و گازهای سرد می شود.این اختلاط آنچنان داغ می شود که باعث یکپارچه نشدن سیاه چاله و اختلاط می شود.فوران ها متوقف می شوند و چیزی برای تحریک کردن آشفتگی وجود ندارد،بنابراین به تدریج ناپدید می شود.در آن نقطه دیگر بیش از این گاز های سرد و گرم با یکدیگر مخلوط نمی شوند،بنابراین  مراکز خوشه ها سرد می شود و گازهای بیشتری به سمت سیاه چاله می روند.

بعد از مدت زمان کوتاهی،فوران دیگری شکل می گیرد و گازها مجدداً با یکدیگر مخلوط می شوند.

به گفته اسکانی پیکو:" ما شبیه سازی های خود را پیشرفت دادیم به طوریکه این شبیه سازی ها حتی می توانند حرکت آشفتگی های کوچک را نیز ضبط کنند.".وی افزود:" اگرچه ما توانیم این آشفتگی ها را ببینیم ولی می توانیم سازوکار آنها را تخمین بزنیم.مدت زمان لازم برای تجزیه و واپاشی آشفتگی ها دقیقاً برابر زمان اندازه گرفته شده بین فوران ها است".

منبع:دانشگاه آریزونا(http://www.asu.edu)