Oops! It appears that you have disabled your Javascript. In order for you to see this page as it is meant to appear, we ask that you please re-enable your Javascript!
Αστροφυσική, Διάστημα

Η έρευνα για συγχωνεύσεις μαύρων οπών

Οι θεαματικές αυτές κοσμικές συγχωνεύσεις πιστεύεται ότι είναι συνηθισμένες σε περιβάλλοντα όπως τα σμήνη των γαλαξιών στο μακρινό σύμπαν. Επίσης, στο τελικό τους στάδιο οι συγχωνεύσεις αναμένεται να είναι έντονες πηγές βαρυτικών κυμάτων. Τώρα, δύο επιστήμονες από το Ινστιτούτο Kavli για τη Σωματιδίων Αστροφυσική και Κοσμολογία δοκίμασαν μια νέα μέθοδο για να δούμε την έντονη ακτινοβολία από το παρελθόν, που προέρχεται από τη συγχώνευση δύο γαλαξιών με σκοπό να δούμε τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στους πυρήνες τους. Οι ερευνητές θέλουν να παρακολουθήσουν το πώς οι μαύρες τρύπες που βρίσκονται στα κέντρα των σπειροειδών γαλαξιών που συγχωνεύονται κινούνται αρχικά σπειροειδώς η μία ως προς την άλλη, μέχρι αυτές να συνενωθούν, σχηματίζοντας μια ενιαία ακόμη πιο ογκώδη μαύρη τρύπα.

Share

Οι θεαματικές αυτές κοσμικές συγχωνεύσεις πιστεύεται ότι είναι συνηθισμένες σε περιβάλλοντα όπως τα σμήνη των γαλαξιών στο μακρινό σύμπαν. Επίσης, στο τελικό τους στάδιο οι συγχωνεύσεις αναμένεται να είναι έντονες πηγές βαρυτικών κυμάτων. Τώρα, δύο επιστήμονες από το Ινστιτούτο Kavli για τη Σωματιδίων Αστροφυσική και Κοσμολογία δοκίμασαν μια νέα μέθοδο για να δούμε την έντονη ακτινοβολία από το παρελθόν, που προέρχεται από τη συγχώνευση δύο γαλαξιών με σκοπό να δούμε τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στους πυρήνες τους. Οι ερευνητές θέλουν να παρακολουθήσουν το πώς οι μαύρες τρύπες που βρίσκονται στα κέντρα των σπειροειδών γαλαξιών που συγχωνεύονται κινούνται αρχικά σπειροειδώς η μία ως προς την άλλη, μέχρι αυτές να συνενωθούν, σχηματίζοντας μια ενιαία ακόμη πιο ογκώδη μαύρη τρύπα.

galaxy3C75

Οι δύο φωτεινές πηγές στο κέντρο αυτής της σύνθετης εικόνας, που πάρθηκε σε ακτίνες-x  (μπλε χρώμα) και σε ραδιο- ακτίνες (σε ροζ), του γαλαξία 3C 75,  πιστεύεται ότι οφείλονται σε δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που είναι σε τροχιά η μία γύρω από  την άλλη, ενώ τροφοδοτούν την γιγάντια ραδιοφωνική πηγή από εκεί. Οι δύο μαύρες τρύπες περιτριγυρισμένες από αέρια εκατομμυρίων βαθμών που εκπέμπουν ακτίνες-Χ, εκτοξεύουν πίδακες από σχετικιστικά σωματίδια. Οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες απέχουν 25.000 έτη φωτός ενώ οι πυρήνες των δύο υπό συγχώνευση γαλαξιών στο σμήνος Abell 400 απέχουν περίπου 300 εκατομμύρια έτη φωτός από μας. Οι αστρονόμοι συμπεραίνουν ότι αυτές οι δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συνδέονται μεταξύ τους με τη βαρύτητα σε ένα δυαδικό σύστημα, επειδή η προς τα πίσω εμφάνιση των πιδάκων είναι πιθανό να οφείλεται στην κοινή κίνησή τους, καθώς αυτοί οι πίδακες κινούνται μέσα από το καυτό αέριο του σμήνους με 1200 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο.

Το γεγονός αυτό μπορεί να δώσει στους αστρονόμους πολύτιμες πληροφορίες τόσο για την γαλαξιακή εξέλιξη όσο και για το πώς κάποιες μαύρες τρύπες – και μερικούς γαλαξίες – αυξήθηκαν τόσο πολύ και μάλιστα τόσο νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος.

"Το όλο ζήτημα της συγχώνευσης δύο ελαφρύτερων μαύρων οπών προς μία πιο βαριά μαύρη τρύπα ήταν καθαρά μια υποθετική υπόθεση για κάποιο χρονικό διάστημα”, δήλωσε ο Brian Gerke. Η επιβεβαίωση ή η αναίρεσή αυτής της υπόθεσης, όχι για να αναφέρουμε το πόσο συχνά συμβαίνει αυτό είναι σημαντικό θέμα για τον προσδιορισμό του τρόπου που οι γαλαξίες αναπτύσσονται.

“Στις πρώτες εποχές στο σύμπαν”, πρόσθεσε ο Greg Madejski, "βλέπουμε ήδη πολύ ογκώδεις μαύρες τρύπες. Θα μπορούσαν αυτές να έχουν σχηματιστεί με μια αργή και σταθερή ανάπτυξη;  Μάλλον όχι. Το συμπέρασμα είναι ότι δημιουργήθηκαν με τη συνένωση, τη συγχώνευση δύο άλλων. Αυτό πιστεύουν οι αστρονόμοι  ότι πρέπει να έχει συμβεί. "

Στην πραγματικότητα η ανακάλυψη περιπτώσεων όπου γίνονται συγχωνεύσεις μαύρων οπών είναι μια δύσκολη υπόθεση, λόγω της φύσης των γαλαξιών. Το ζεύγος των μαύρων οπών των Gerke και Madejski που ερευνούν βρίσκεται στην καρδιά ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα (AGN), αντικείμενα που είναι υπεύθυνα για μερικά από τα πιο ενεργητικά φαινόμενα στο σύμπαν. Η ενέργεια αυτή προέρχεται από το αέριο και τη σκόνη που στροβιλίζεται στη μαύρη τρύπα, στην καρδιά ενός AGN. Καθώς η ύλη αναρροφάται από τη μαύρη τρύπα θερμαίνεται τόσο πολύ που εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από όλο το φάσμα – από την υπέρυθρη ακτινοβολία έως τις ακτίνες-Χ.

Εάν οι μαύρες τρύπες σε τέτοια ζεύγη είναι ακόμη σε σχετικά μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, μπορούν να διακριθούν από την άμεση παρατήρηση. Αλλά αν η συγχώνευση συνέβη αρκετά πίσω στο παρελθόν που ο γαλαξίας που προέκυψε εμφανίζεται σχετικά ήρεμος, τότε οι μαύρες τρύπες είναι πολύ κοντά για να μας πουν τι συνέβη χρησιμοποιώντας τις συμβατικές μεθόδους παρατήρησης.

Προς το σκοπό αυτό η ερευνητική ομάδα  των αστρονόμων έχει χρησιμοποιήσει μια νέα, αποτελεσματική μέθοδο με τη βοήθεια της φασματομετρίας τόσο από επίγεια όσο και από διαστημικά παρατηρητήρια. Μια μέθοδος που αρχικά προτάθηκε από τον Gerke το 2009 με σκοπό να δει τι συνέβη στο παρελθόν, με τη βοήθεια της έντονης ακτινοβολίας που προέρχεται από τον ενεργό πυρήνα.

Η έρευνά τους θα εμφανιστεί στο Astrophysical Journal Letters.

Πηγή: Daily Galaxy

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share