Κάθε γαλαξίας έχει μια ‘συλλογή’ από μαύρες τρύπες που καταβροχθίζουν υλικό και ενέργεια ενώ η κάθε μία μπορεί να είναι μέχρι και 10 φορές τη μάζα του ήλιου. Εκτός από αυτές τις μαύρες τρύπες, υπάρχει και μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα ενσωματωμένη στην καρδιά του κάθε γαλαξία, και που έχει, περίπου, ένα εκατομμύριο με ένα δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του ήλιου.
Καλλιτεχνική εικόνα που δείχνει μια μεγάλη μαύρη τρύπα που ρουφάει αέριο από ένα κοντινό αστέρι.
Περίπου το 10% αυτών των γιγαντιαίων μαύρων τρυπών χαρακτηρίζονται από πίδακες πλάσματος, ένα εξαιρετικά ιονισμένο αέριο, που φεύγουν αντιδιαμετρικά από κάθε πλευρά του "ορίζοντα γεγονότων" – την περιοχή από την οποία τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει ακόμη και το φως.
‘Ξερνώντας’ τεράστια ποσά ενέργειας, ως επί το πλείστον κινητική ενέργεια, στο σύμπαν, οι πίδακες ελέγχουν το πώς σχηματίζονται τόσο τα αστέρια όσο και άλλα σώματα, ενώ διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη των γαλαξιακών σμηνών, τις μεγαλύτερες δομές στο Σύμπαν.
Το πως όμως σχηματίζονται οι πίδακες παραμένει ένα από τα πιο σημαντικά άλυτα μυστήρια της εξωγαλαξιακής αστροφυσικής. Τώρα όμως ο Dan Evans, ερευνητής από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής Kavli του MIT (MKI), μπορεί να είναι ένα βήμα πιο κοντά στο ξεκλείδωμα του μυστηρίου.
Επί δύο χρόνια ο Evans σύγκρινε αρκετές δεκάδες γαλαξίες, οι μαύρες τρύπες των οποίων έχουν ισχυρούς πίδακες (αυτοί οι γαλαξίες είναι γνωστοί από τα ραδιοφωνικά τους σήματα και λέγονται Ενεργοί Γαλαξιακοί Πυρήνες, ή AGN), με γαλαξίες των οποίων οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν έχουν πίδακες. Όλες οι μαύρες τρύπες – με και χωρίς πίδακες – χαρακτηρίζονται από τους δίσκους συσσώρευσης, με μεγάλη συγκέντρωση σκόνης και αερίων οι οποίοι περιστρέφονται λίγο πιο έξω από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.
Εξετάζοντας το φως που αντανακλάται στον δίσκο συσσώρευσης της μαύρης τρύπας των AGN, ο αστροφυσικός Evans κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι πίδακες μπορούν να σχηματίζονται ακριβώς έξω από τις μαύρες τρύπες που έχουν ένα αντίθετο σπιν, ή που ιδιοπεριστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το δίσκο προσαύξησης τους, σύμφωνα με μία δημοσίευση του στο Astrophysical Journal.
Ο Evans και οι συνεργάτες του φασματική ανέλυσαν τα δεδομένα από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με ένα πίδακα, που βρίσκεται περίπου 800 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας, η οποία λέγεται AGN 3C 33. Οι παρατηρήσεις έγιναν με το παρατηρητήριο Suzaku, έναν ιαπωνικό δορυφόρο που πέταξε το 2005 με τη συνεργασία της NASA.
Αν και δεν μπορούμε να δούμε τις μαύρες τρύπες, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν το μέγεθός τους, την τοποθεσία τους καθώς και άλλες ιδιότητες τους, χρησιμοποιώντας ευαίσθητα τηλεσκόπια για να ανιχνεύσουν την θερμότητα που παράγουν, που την αντιλαμβανόμαστε στην περιοχή των ακτίνων-Χ.
Μπορούν, επίσης, να δουν τις υπογραφές της εκπομπής των ακτίνων-Χ από τις εσωτερικές περιοχές του δίσκου συσσώρευσης ο οποίος βρίσκεται κοντά στην άκρη μιας μαύρης τρύπας. Ο δίσκος αυτός οφείλεται σε ένα σούπερ καυτό ατμοσφαιρικό δακτύλιο, το λεγόμενο στέμμα που βρίσκεται πάνω από το δίσκο συσσώρευσης. Το στέμμα αυτό εκπέμπει φως που το παρατηρητήριο Suzaku μπορεί να ανιχνεύσει. Εκτός όμως από αυτό το άμεσο φως, το παρατηρητήριο ανιχνεύει κι ένα κλάσμα του φωτός που περνάει μέσα από το στέμμα, την γνωστή ανάκλαση Compton.
Όμως η ομάδα του Evans ποτέ δεν βρήκε μία ανάκλαση Compton στο φάσμα των ακτίνων-Χ που εκπέμπονται από το 3C 33. Ένα εύρημα που οι ερευνητές πιστεύουν ότι μας δίνει κρίσιμα στοιχεία που αποδεικνύουν ότι ο δίσκος συσσώρευσης μιας μαύρης τρύπας με ένα πίδακα έχει περικοπεί, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει τίποτα για να αντανακλάται το φως από το στέμμα. Θεωρούν δε ότι η απουσία αυτή ενδέχεται να προκύπτει από την ανάδρομη ιδιοπεριστροφή, η οποία ωθεί έξω την τροχιά του πιο εσωτερικού τμήματος του υλικού συσσώρευσης, ως αποτέλεσμα της γενικής σχετικότητας, ή της βαρυτικής έλξης μεταξύ των μαζών. Αυτή η έλλειψη δημιουργεί ένα χάσμα μεταξύ του δίσκου και του κέντρο της μαύρης τρύπας, που οδηγεί στην διαπλάτυνση των μαγνητικών πεδίων, και τα οποία προσφέρουν την απαραίτητη ενέργεια σε ένα πίδακα.
Σύμφωνα με την Evans, το πεδίο αυτό της έρευνας θα διευρυνθεί σημαντικά τον Αύγουστο του 2011 με την προγραμματισμένη εκτόξευση του τηλεσκόπιου της NASA Nustar, που θα είναι 10 έως 50 φορές πιο ευαίσθητο στο φάσματα και την ανάκλαση Compton από τη σημερινή τεχνολογία. Το Nustar θα βοηθήσει τους ερευνητές να προβεί σε μια απογραφή των υπερβαρέων μαύρων οπών που «θα φέρει επανάσταση στον τρόπο που παρατηρούμε τα φάσματα των ακτίνων-Χ των AGN,” ανέφερε ο Evans.
Πηγή: PhysOrg.com
Leave a Comment