Ελαττώνεται ο αριθμός των πολύ μεγάλων μαύρων τρυπών

Από την ιστοσελίδα του PhysicsWeb, 26 Ιουνίου 2002

Η αφθονία των αρχέγονων "υπερμεγεθών" μαύρων οπών - με μάζα αρκετά δισεκατομμύρια φορές περισσότερης από τον ήλιο μας - μπορεί να έχει υπερεκτιμηθεί κατά πολύ, σύμφωνα με τους Stuart Wyithe και  Abraham Loeb από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στις ΗΠΑ.  Οι Wyithe και Loeb έχουν υπολογίσει ότι το φως που εκπέμπεται από ορισμένα κβαζαρ - η φωτεινότητα του οποίου συνδέεται με το μέγεθος των γονικών τους μαύρων οπών  - έχει κατά πολύ ενισχυθεί από τους βαρυτικούς φακούς. Ο ισχυρισμός αυτός θα μπορούσε να ωθήσει αυτά τα μοντέλα του αρχικού Σύμπαντος, τα οποία προβλέπουν έναν μετριότερο αριθμό υπερμεγεθών μαύρων οπών, από ό,τι έχουν προτείνει μερικές προηγούμενες μελέτες (J Wyithe and A Loeb 2002 Nature 417 923).

Τα κβάζαρ είναι τα φωτεινότερα αντικείμενα στον κόσμο, και υπάρχουν στους πυρήνες των ενεργών γαλαξιών. Δεδομένου ότι τα σωματίδια του αερίου και της σκόνης απορροφούνται από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία, ελευθερώνουν τη βαρυτική τους ενέργεια ως φως, και αυτό κάνει το κβάζαρ να λάμπει. Οι προηγούμενες μελέτες των απομακρυσμένων, φωτεινών κβάζαρ έχουν προτείνει ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες οπές ήταν κάτι το συνηθισμένο στο αρχικό Σύμπαν.

Αλλά τα υπάρχοντα μοντέλα δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς σχηματίσθηκε τόση πολύ ύλη σε ένα τέτοιο αρχικό στάδιο κατά την ανάπτυξη του Σύμπαντος. Τώρα οι Wyithe και Loeb έχουν μελετήσει τη φωτεινότητα τεσσάρων πολύ φωτεινών κβάζαρ που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα από την Sloan Digital Sky Survey. Τα κβαζαρ έχουν μεγάλες μετατοπίσεις προς το ερυθρό (redshifts), πράγμα το οποίο σημαίνει ότι είναι εξαιρετικά απομακρυσμένα και εξέπεμψαν το φως τους όταν το Σύμπαν ήταν πολύ νέο. Οι ερευνητές λένε ότι το φως τους θα μπορούσε να έχει ενισχυθεί τουλάχιστον δέκα φορές από ενδιάμεσους γαλαξίες, οι οποίοι θα ενεργούν ως "φακοί βαρύτητας".

Οι αστρονόμοι ξέρουν ότι το απέραντο πεδίο βαρύτητας ενός γαλαξία μπορεί να κάμψει το φως από οποιαδήποτε πηγή που βρίσκεται "πίσω" από αυτό. Αυτή η επίδραση μπορεί να παραγάγει διάφορες εικόνες του αντικειμένου-υποβάθρου, αλλά αυτά τα αντικείμενα είναι συνήθως κοντά και δύσκολο να αναλυθούν. Αυτό μπορεί να κάνει το συνολικό φως του αντικειμένου να φανεί πολύ περισσότερο από ότι είναι στην πραγματικότητα.

Από την πυκνότητα των γαλαξιών στον κόσμο, οι Wyithe και Loeb υπολόγισαν την πιθανότητα να βρίσκεται ένας γαλαξίας σε οπτική επαφή με τους απόμακρους κβαζαρ. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το φως από 10-30% παρόμοιων κβάζαρ ενισχύεται από έναν παράγοντα δέκα ή και περισσότερο ακόμη.

Εάν η θεωρία τους είναι σωστή, σημαίνει ότι τα κβάζαρ είναι πιο αμυδρά αντικείμενα- και ότι οι γονικές τους μαύρες τρύπες είναι μικρότερες - από ότι προηγουμένως θεωρείτο. Αυτό θα επίλυε τη θεωρητική δυσλειτουργία, και θα μπορούσε να σημάνει ότι οι μαύρες τρύπες μπορούν να σχηματισθούν σε λιγότερο ογκώδεις γαλαξίες από ό,τι νόμιζαν μέχρι σήμερα οι αστρονόμοι. "Οι μελέτες αυτές των κβαζαρ θα μπορούσαν επίσης να επιτρέψουν σε μας "να ζυγίσουμε "τους ενδιάμεσους γαλαξίες", λέει ο  Loeb.