Σύμφωνα με την επικρατέστερη ίσως θεωρία που έχει ως τώρα προταθεί, οι γαλαξίες σχηματίζονται «από κάτω προς τα πάνω». Αρχικά, δηλαδή, τα μικρότερα νέφη και τα άστρα σχηματίζουν κάποιους γαλαξίες-βρέφη, οι οποίοι στη συνέχεια συγκεντρώνονται αργά και συγχωνεύονται για να σχηματίσουν μεγαλύτερους γαλαξίες. Γι' αυτό και η συγκεκριμένη θεωρία ονομάστηκε «Ιεραρχικό Πρότυπο». Εάν η θεωρία αυτή αποδειχτεί σωστή, τότε όλοι οι γαλαξίες στη γειτονιά του Γαλαξία μας θα πρέπει να πήραν τη σημερινή τους μορφή μόλις πριν από ένα έως δύο δισεκατομμύρια χρόνια. Επίσης, όταν ήταν ακόμη νέοι, θα πρέπει να είχαν πιο ακανόνιστα σχήματα.

Οι γαλαξίες-βρέφη στριφογυρίζουν

Για να ελέγξουν την προηγούμενη υπόθεση, οι αστρονόμοι κάνουν κάτι που κανείς άλλος δεν μπορεί: βλέπουν πίσω στο χρόνο. Για να παρατηρήσουν, όμως, τη γέννηση των πρώτων γαλαξιών, θα πρέπει το βλέμμα τους να φτάσει σε αποστάσεις 13 δισεκατομμυρίων ετών φωτός στο διάστημα. Από καθαρά τεχνική άποψη, το να μπορέσει κανείς να δει τόσο μακριά -και τόσο πίσω στο χρόνο-αποτελεί μια τεράστια πρόκληση.

Από την 24η Σεπτεμβρίου 2003 μέχρι τη 16η Ιανουαρίου 2004, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble εστίασε το ηλεκτρονικό του μάτι στο απόλυτο όριο των δυνατοτήτων του, παρατηρώντας για σχεδόν 280 ώρες το ίδιο σημείο του σύμπαντος, στον αστερισμό Κάμινος. Το αποτέλεσμα ήταν οι μοναδικές εικόνες "Εξαιρετικά Βαθέως Πεδίου" (Ultra Deep Field), οι οποίες δείχνουν 10.000 νεαρότατους γαλαξίες, όπως ήταν 400 με 700 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι γαλαξίες αυτοί έχουν μικρό μέγεθος και παραμορφωμένα σχήματα, που θυμίζουν τα πάντα - από σαλαμάνδρες μέχρι οδοντογλυφίδες. Αυτές οι παρατηρήσεις συμφωνούν πολύ με το Ιεραρχικό Πρότυπο.

Ωστόσο, παρατηρήσεις από το πιο προηγμένης τεχνολογίας οπτικό όργανο του κόσμου, το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (Very Large Telescope - VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO), υποστηρίζουν κάτι άλλο: Το 2004, το τηλεσκόπιο αυτό αποκάλυψε 4 μεγάλους σπειροειδείς γαλαξίες, που απέχουν 12 δισεκατομμύρια έτη φωτός από το Γαλαξία μας. Σύμφωνα όμως με το Ιεραρχικό Πρότυπο, οι μεγάλοι γαλαξίες θα πρέπει να σχηματίστηκαν από τη συγχώνευση μικρότερων γαλαξιών και αφού το σύμπαν είχε ήδη διανύσει το ήμισυ της σημερινής του ηλικίας, των 13,7 δισεκατομμυρίων ετών. Οι σπειροειδείς αυτοί γαλαξίες σχηματίστηκαν, δηλαδή, πολύ νωρίτερα από ό,τι το Ιεραρχικό Πρότυπο προβλέπει.

Κι εδώ προτάθηκε μια νέα λύση στο αδιέξοδο: Παραχωρώντας στις μαύρες τρύπες έναν κεντρικό ρόλο στο ιεραρχικό πρότυπο, οι αστρονόμοι κατάφεραν να εναρμονίσουν τη θεωρία με τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων.

Το 2000, ο δορυφόρος Chandra των ακτίνων-Χ ανακάλυψε στο κέντρο του Γαλαξία μας μια μαύρη τρύπα με μάζα ίση περίπου με αυτήν που αντιστοιχεί σε 3 εκατομμύρια ήλιους. Αναλύοντας δεδομένα από το Sloan Digital Sky Survey (το μεγαλύτερο μέχρι στιγμής πρόγραμμα χαρτογράφησης του ουρανού, που, όταν ολοκληρωθεί, θα έχει υπολογίσει τις αποστάσεις περισσότερων από 1 εκατομμύριο γαλαξιών και κβάζαρ), οι επιστήμονες ανακάλυψαν - ούτε λίγο ούτε πολύ - γύρω στις 20.000 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο κέντρο ισάριθμων γαλαξιών.

Έτσι, η πλειονότητα των αστρονόμων σήμερα υιοθετεί την άποψη ότι οι περισσότεροι γαλαξίες κάποιου μεγέθους φιλοξενούν μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο τους. Επιπλέον, οι γαλαξίες αυτοί μπορεί κάλλιστα να οφείλουν στις μαύρες τρύπες τους πολύ περισσότερα απ' όσα θα τολμούσαμε να φανταστούμε. Ο αστρονόμος John Magorrian, για παράδειγμα, ανακάλυψε ότι η μάζα της μαύρης τρύπας που βρίσκεται στο κέντρο ενός γαλαξία αυξάνεται ανάλογα με τη συνολική μάζα του γαλαξία αυτού. Όμως η μάζα του γαλαξία εξαρτάται από τη μάζα της μαύρης τρύπας, ή συμβαίνει το αντίστροφο; Αυτό είναι ένα από τα ερωτήματα που περιμένουν απάντηση.

Στις αρχές του 2003 δημοσιεύτηκαν φωτογραφίες του Hubble που παρουσίαζαν τους πιο απόμακρους "κανονικούς" γαλαξίες που έχουν παρατηρηθεί ποτέ. Και οι αστρονόμοι βεβαιώνουν ότι αν και έχουν ηλικία 13 δισεκατομμυρίων ετών (μόλις ένα δισ. χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη), μοιάζουν με τον δικό μας Γαλαξία.

Σχεδόν συνομήλικα είναι και τα κβάζαρ, που παρατηρήθηκαν όμως ξεχωριστά με την Ψηφιακή Έρευνα του Ουρανού Sloan. Τα κβάζαρ - συμπαγή και απίστευτης λαμπρότητας αντικείμενα - θεωρούνται ότι έχουν στον πυρήνα τους μια γιγάντια μαύρη τρύπα με μάζα δισεκατομμύρια φορές αυτήν του ήλιου μας, Ενώ όλα τα κβάζαρ καταλαμβάνουν ένα χώρο ίσως μικρότερη και από το ηλιακό σύστημά μας.

Η βαρύτητα των κβάζαρ απορροφά το κοντινό διαστρικό αέριο - με μια  ταχύτητα σχεδόν εκείνης του φωτός - υπερθερμαίνεται και καταπίνεται από την μαύρη τρύπα. Η διαδικασία αυτή ελευθερώνει ένα τεράστιο ποσό ενέργειας -- σε μορφή ραδιοκυμάτων, ακτίνων X και κανονικό φως. Και όταν τα κβάζαρ λάμπουν έχουν μια φωτεινότητα που μπορεί να υπερβεί την φωτεινότητα χίλιων κανονικών γαλαξιών.

Τα κβάζαρ φαίνονται επίσης να περιβάλλονται από φωτοστεφάνους σκοτεινής ύλης, ένα αινιγματικό και απαρατήρητο συστατικό όλων των γαλαξιών. Η σκοτεινή ύλη συνυπάρχει γύρω και ανάμεσα στο φωτοστέφανο, ενώ οι ερευνητές αναγνωρίζουν  ότι είναι μια περιοχή τόσο μεγάλη όσο και ο Γαλαξίας μας.

Έτσι, μετά από αυτές τις ανακοινώσεις ξαναήλθε στην επιφάνεια το ερώτημα: Ποιό εμφανίστηκε πρώτα, ο γαλαξίας ή η μαύρη τρύπα;

Οι θεωρητικοί της συνεξέλιξης πιστεύουν ότι οι γαλαξίες μπορεί να σχηματίστηκαν ταυτόχρονα γύρω από μια αυξανόμενη μαύρη τρύπα. Και ότι στην πραγματικότητα τα κβάζαρ είναι μια φάση εξέλιξης των γαλαξιών. Αυτή η ιδέα έρχεται σε αντίθεση με τη σημερινή άποψη ότι όταν καταρρέει ένας ήδη υπάρχων γαλαξίας διαμορφώνεται ένα συμπαγές κβάζαρ.

Πηγές: Space.com, Science, Πανεπιστήμιο του Michigan

1o, 2ο, 3ο