Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες τροφοδότησαν τα περισσότερα αρχαία κβάζαρ

Από σελίδα του UniSci, 1 Απριλίου 2002

Μια νέα έρευνα, στα μήκη των ακτίνων-X, των 17 απόμακρων κβάζαρ - ­ συμπεριλαμβανομένων και των τριών πιό απόμακρων κβάζαρ που έχουν βρεθεί ποτέ - υποστηρίζει τη θεωρία που προβλέπει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες τροφοδότησαν τα αρχαιότερα κβάζαρ που έχουν φανεί.

Τα κβάζαρ, αντικείμενα μεγαλύτερα από τα αστέρια και που βρίσκονται μόνο στα κέντρα των γαλαξιών, είναι τα φωτεινότερα ουράνια αντικείμενα στον κόσμο. Τροφοδοτούνται από τις ογκώδεις μαύρες τρύπες - αντικείμενα ­ τόσο πυκνά που ακόμη και το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει από τη βαρύτητά τους. Καθώς τ' αστέρια και το διαστρικό αέριο πέφτουν στις μαύρες τρύπες, στροβιλίζονται γύρω από αυτές, και τότε καταπίνονται από τις μαύρες τρύπες ­ αλλά όχι πρίν εκπέμψουν μια έντονη  φωτεινή λάμψη, σχεδόν σε όλα τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα της αστρονόμου Jill Bechtold και των συναδέλφων της χρησιμοποίησε το παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων X της NASA για να μελετήσει ένα μεγάλο δείγμα κβάζαρ όχι πιό κοντά από 12 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Η μεγάλη έρευνά τους περιλαμβάνει τρία πρόσφατα ανακαλυμμένα κβάζαρ 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη -- τα πιό πρόωρα, τα πιό απομακρυσμένα κβάζαρ που έχουν βρεθεί ποτέ. Υπήρξαν όταν το Σύμπαν ήταν μόνο, περίπου, ένα δισεκατομμύριο έτη, ή περίπου το 7 τοις εκατό της παρούσας ηλικίας του.

"Τα αντικείμενα που λάμπουν σαν τα κβάζαρ σήμερα, έχουν μικρότερη μάζα από τις μαύρες οπές από ό,τι τα αντικείμενα που εμείς βλέπουμε να λάμπουν, όπως αυτά τα πολύ φωτεινά κβάζαρ στο απόμακρο παρελθόν," λέει η Bechtold. "Τα αρχαία κβάζαρ είναι πολύ φωτεινά και επίσης πολύ σπάνια. Βασικά, οι μαύρες τρύπες τους πρέπει να υπάρχουν σήμερα, αλλά αυτά δεν είναι 'quasing'. Δεν ξέρουμε το γιατί. Πιθανώς "τα καύσιμά τους" - ­ τα αστέρια και το αέριο που πέφτει στη μαύρη τρύπα ­- να έχουν λιγοστέψει."

Τα τρία νεώτερα κβάζαρ ανακαλύφθηκαν στα οπτικά μήκη κύματος από την Ψηφιακή Έρευνα του Ουρανού Sloan πέρυσι. Η Bechtold και οι άλλοι έχουν μελετήσει τις παρατηρήσεις με τις ακτίνες-X των τριών κβάζαρ που έγιναν στις 29 Ιαν. 2002, με το Chandra.

Η Bechtold και η ομάδα της πρότειναν να κάνουν την έρευνα τους για αρχαία κβάζαρ στις αρχές του 1998. Παρατήρησαν 14 πολύ απόμακρα κβάζαρ στις αρχικές εποχές του Σύμπαντος, μεταξύ των 12 δισεκατομμυρίων και 12.5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριά από τη Γη, μετά από την πτήση του Chandra στα μέσα του 1999.

Τα αποτελέσματα της Bechtold θα δημοσιευθούν στο αστροφυσικό περιοδικό Astrophysical Journal.

Οι αστρονόμοι έχουν υποψιαστεί ότι τα πιό απόμακρα κβάζαρ έχουν τις πιό ογκώδεις μαύρες τρύπες από ό,τι τα πλησιέστερα, λέει ο Bechtold. Η θεωρία προβλέπει ότι το καυτό αέριο σαν στεφάνη που στροβιλίζεται στο δίσκο προσαύξησης γύρω από μια κεντρική υπεμεγέθη μαύρη τρύπα θα εκπέμψει λιγότερη ενέργεια στις ακτίνες-X από ό,τι το στεφανιαίο καυτό αέριο στο δίσκο γύρω από μια μικρότερη, πιό κοντινή μαύρη τρύπα, είπε.

"Τα στοιχεία μας των ακτίνων X είναι σύμφωνα με αυτό το μοντέλο," είπε.

Τα αποτελέσματα έρχονται σε αντίθεση με τη θεωρία που λέει ότι οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες γίνονται πιό ογκώδεις μέσω των βαρυτικών συγχωνεύσεων καθώς ο κόσμος εξελίσσεται, συνέχισε η Bechtold.

"Βλέπουμε ότι υπάρχει ισχυρή εξέλιξη στον πληθυσμό των κβάζαρ. Σχετικά λίγοι λάμπουν τόσο φωτεινά όπως οι κβάζαρ που εμείς παρατηρήσαμε με το Chandra, οι περισσότεροι κβάζαρ είναι πάνω από 10 δισεκατομμύρια έτη.

"Θέλουμε να καταλάβουμε τι οδηγεί αυτήν την εξέλιξη, και οι ακτίνες X μπορούν να μας βοηθήσουν  για αυτό που συμβαίνει κοντά στη" κεντρική μηχανή " ή τη μαύρη τρύπα στα κέντρα των κβάζαρ," λέει η Bechtold.

Άλλοι αστρονόμοι που εκθέτουν τις παρατηρήσεις τους, βασισμένες στις παρατηρήσεις του Chandra των τριών νεώτερων κβάζαρ, είναι οι Niel Brandt του Κρατικού Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας, Smita Mathur του Κρατικού Πανεπιστημίου του Ohio και ο Ντάνιελ Schwartz του Χάρβαρντ-Smithsonian κέντρου για την αστροφυσική.

Δεν συνάγουν όμως τα ίδια συμπεράσματα, αλλά συμφωνούν ότι οι μαύρες τρύπες που παράγουν τις ακτίνες X είναι τεράστιες, λαμβάνοντας υπόψη τη σχετική νεότητά τους. Από διάφορες εκτιμήσεις, το κάθε ένα από τα τρία κβάζαρ είναι κάπου μεταξύ του ενός δισεκατομμυρίου και 10 δισεκατομμύρια φορές πιό ογκώδη (έχουν μεγαλύτερη μάζα) από τον ήλιό μας, λέει η Bechtold.

Για σύγκριση, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας πιστεύεται ότι έχει μόνο 3 εκατομμύρια φορές περίπου πιό μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο μας.