Γιατί κάποιες από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες δημιουργούν πίδακες τον ένα πίσω από τον άλλο που μπορεί να εξατμίσουν ολόκληρο το ηλιακό σύστημα, ενώ άλλες δεν έχουν κανένα πίδακα;
Centaurus A
Πρόσφατες έρευνες του Dan Evans, από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας MIT, δείχνουν ότι αυτό συμβαίνει γιατί οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που παράγουν τους πίδακες, στρέφονται αντίθετα σε σχέση με τους δίσκους συσσώρευσης των αερίων και της σκόνης που είναι γύρω τους.
Επί δύο χρόνια, ο Evans σύγκρινε αρκετές δεκάδες γαλαξίες που φιλοξενούν στο κέντρο τους μαύρες τρύπες με πανίσχυρους πίδακες (αυτοί οι γαλαξίες είναι γνωστοί ως ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες, ή AGN, που εκπέμπουν ραδιο-κύματα και συχνά λέγονται DRAGNs – διπλές ραδιοπηγές που συνδέονται με γαλαξιακούς πυρήνες), αλλά και με γαλαξίες με πολύ μεγάλες μαύρες τρύπες που όμως δεν έχουν πίδακες. Όλες οι μαύρες τρύπες – με και χωρίς πίδακες – έχουν δίσκους συσσώρευσης από σκόνη και αέρια, που στρέφονται λίγο πιο έξω από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.
Προσομοίωση με πίδακες από μαύρες τρύπες σε ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες τύπου blazar. Δείχνει μια μαύρη τρύπα να τραβάει μέσα της γειτονική ύλη (κίτρινο χρώμα) και να εκτινάσσει μακριά πίσω στο σύμπαν ενέργεια με τη μορφή ενός πίδακα (μπλε και κόκκινο), που συγκρατείται μαζί με την βοήθεια του μαγνητικού πεδίου (οι γραμμές είναι σε πράσινο χρώμα)
Παρατηρώντας το φως που αντανακλάται στον δίσκο προσαύξησης της μαύρης τρύπας ενός AGN, ο Evans κατέληξε στο συμπέρασμα ότι πίδακες μπορεί να σχηματιστούν λίγο πιο έξω από τις μαύρες τρύπες, οι οποίες έχουν μια ανάδρομη περιστροφή – ή περιστροφή προς την αντίθετη κατεύθυνση από τον δίσκο προσαύξησης τους. Παρά το γεγονός ότι ο Evans και ένας συνάδελφος του πρόσφατα υπέθεσαν ότι οι βαρυτικές επιδράσεις του σπιν της μαύρης τρύπας μπορεί να έχουν να κάνουν με το γιατί ορισμένες μαύρες τρύπες έχουν πίδακες, τώρα ο Evans έχει κάνει παρατηρήσεις που δείχνουν την υποστήριξη της θεωρίας του σε μια δημοσίευση στο Astrophysical Journal.
Εικόνα στα ραδιοφωνικά κύματα ενός τυπικού DRAGN, παρουσιάζει τα κύρια χαρακτηριστικά του
Παρά το γεγονός ότι ο Evans είχε υπόνοιες, επί περίπου πέντε χρόνια, ότι στις ανάδρομες μαύρες τρύπες με πίδακες λείπουν οι πιο εσωτερικές περιοχές του δίσκου προσαύξησης τους, τελικά μετά από υπολογισμούς σε παρατηρησιακά δεδομένα που συλλέχθηκαν από τα τέλη του 2007 έως τις αρχές του 2008 από το ιαπωνικό δορυφορικό παρατηρητήριο Suzaku, φάνηκε ότι υποστηρίζουν τη θεωρία του. Με αυτά τα δεδομένα, ο Evans και οι συνεργάτες του από πολλά ερευνητικά ιδρύματα ανέλυσαν τα φάσματα του ενεργού γαλαξιακού πυρήνα με ένα ζευγάρι πίδακες, ο οποίος βρίσκεται κάπου 800 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, σε ένα AGN που λέγεται 3C 33.
Εικόνα στα 1477 MHz του 3C 33
Ο Patrick Ogle, βοηθός ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας που μελετά τα AGN, πιστεύει ότι η θεωρία Evans σχετικά με την ανάδρομη περιστροφή είναι μία από τις καλύτερες εξηγήσεις που έχει ακούσει για το γιατί οποίους ορισμένοι AGN περιέχουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με πίδακες ενώ άλλες δεν έχουν.
Οι αστροφυσικοί μπορεί να δουν τις υπογραφές της εκπομπής ακτίνων-Χ από τις εσωτερικές περιοχές του δίσκου προσαύξησης, που βρίσκεται κοντά στην άκρη μιας μαύρης τρύπας, ως το αποτέλεσμα ενός σούπερ καυτού ατμοσφαιρικού δακτυλίου ή κορώνα, που βρίσκεται πάνω από το δίσκο και εκπέμπει φως (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία), που ένα παρατηρητήριο σαν το ιαπωνικό Suzaku μπορεί να ανιχνεύσει. Εκτός από αυτό το άμεσο φως, ένα κλάσμα του φωτός που περνάει κάτω από το στέμμα πάνω στον δίσκο προσαύξησης της μαύρης τρύπας και αντανακλάται από την επιφάνεια του δίσκου, έχει σαν αποτέλεσμα ένα μοτίβο της φασματικής υπογραφής, που ονομάζεται κύρτωμα ανάκλασης Compton, που επίσης έχει εντοπιστεί από το Suzaku.
Όμως ποτέ η ομάδα του Evans δεν βρήκε ένα κύρτωμα ανάκλασης Compton στο φάσμα εκπομπής ακτίνων-Χ το οποίο εκπέμπεται από το 3C 33, μια διαπίστωση που οι ερευνητές πιστεύουν ότι τους παρέχει κρίσιμη απόδειξη ότι ο δίσκος προσαύξησης μιας μαύρης τρύπας με πίδακα έχει περικοπεί, που σημαίνει ότι δεν εκτείνεται πολύ κοντά στο κέντρο της μαύρης τρύπας με πίδακα, όπως κάνει για μια μαύρη τρύπα που δεν έχει πίδακα. Η απουσία αυτού του πιο εσωτερικού τμήματος του δίσκου σημαίνει ότι δεν υπάρχει κάτι που να μπορεί να αντανακλά το φως από το στέμμα, γεγονός που εξηγεί γιατί οι παρατηρητές βλέπουν μόνο ένα άμεσο φάσμα του φωτός ακτίνων-Χ.
Οι ερευνητές τελικά πιστεύουν ότι η απουσία του εσωτερικού τμήματος ενδέχεται να προκύπτει από την ανάδρομη περιστροφή, η οποία σπρώχνει μακριά από την τροχιά του το πιο εσωτερικό τμήμα του υλικού στον δίσκο συσσώρευσης, ως αποτέλεσμα της γενικής σχετικότητας, ή της βαρυτικής έλξης μεταξύ των μαζών. Αυτή λοιπόν η έλλειψη δημιουργεί ένα χάσμα μεταξύ του δίσκου και του κέντρου της μαύρης τρύπας οδηγώντας σε μια αύξηση των μαγνητικών πεδίων και τα οποία παρέχουν την δύναμη να τροφοδοτούν έναν πίδακα.
Δείτε και το ίδιο θέμα από άλλη ειδησεογραφική πηγή
Από το σπιν μιας μαύρης τρύπας ελέγχονται οι πίδακες σε έναν γαλαξία
Leave a Comment