Πίδακας σωματιδίων από μαύρη τρύπα προκαλεί τη γέννηση άστρων

Πηγή: NewScientist, 16 Ιανουαρίου 2005

Ένας σφοδρός πίδακας σωματιδίων που εκτοξεύονται από μια μαύρη τρύπα προκαλώντας τη γέννηση άστρων σε έναν κοντινό γαλαξία, αποκαλύπτει τις καλύτερες παρατηρήσεις που έχουν γίνει μέχρι σήμερα. Το φαινόμενο, σπάνιο σήμερα, μπορεί να είχε διαδραματίσει έναν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό των γαλαξιών στο νεαρό Σύμπαν.

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - με μάζες εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές αυτή του ήλιου - μπορούν να δημιουργήσουν πίδακες φορτισμένων σωματιδίων όταν ύλη πέφτει προς αυτές, που εκτινάσσονται κατά μήκος των ισχυρών μαγνητικών πεδίων. Τα σωματίδια κινούνται στο διάστημα με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, εκπέμποντας ραδιοκύματα καθώς ταξιδεύουν.

Ένας ισχυρός ραδιοπίδακας προκάλεσε τη γέννηση εκατομμυρίων άστρων  στο Αντικείμενο Minkowski

Περίπου πριν 20 χρόνια, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα ραδιοπίδακα που εμφανίστηκε να καλύπτεται με έναν γαλαξία. "Ο επιστημονικός κόσμος έλεγε ότι αυτό θα μπορούσε να είναι μια τυχαία σύγκρουση μεταξύ ενός πίδακα σωματιδίων και ενός γαλαξία", λέει ο Wil van Breugel, ένας αστρονόμος στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore της Καλιφόρνιας.

Αλλά σήμερα, έχουν ανακαλυφθεί κι άλλα τέτοια συστήματα στους κοντινούς γαλαξίες, και οι αστρονόμοι δεν θεωρούν πλέον ότι αυτές οι περιπτώσεις είναι τυχαίες. Οι νέες παρατηρήσεις ενός κοντινού γαλαξία, του NGC 541, δίνουν στους ειδικούς τα καλύτερα αποδεικτικά στοιχεία μέχρι σήμερα ότι τέτοιοι πίδακες μπορούν να προκαλέσουν τη δημιουργία αστεριών.

Τόξο άστρων

Ο Van Breugel και ο συνάδελφος του Steve Croft μελέτησαν τον πίδακα του γαλαξία στην περιοχή των ραδιοφωνικών κυμάτων με τα τηλεσκόπια του Πολύ Μεγάλου Δικτύου στο Νέο Μεξικό των ΗΠΑ. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι ψυχρό, ουδέτερο αέριο υδρογόνο επικάθεται στο τέλος των πιδάκων, όπου ίσως και 10 εκατομμύρια αστέρια βρίσκονται σε ένα τόξο που εκτείνεται 32.000 έτη φωτός στο διάστημα.

Το ψυχρό αέριο είναι ένα κρίσιμο συστατικό για τη γέννηση των αστεριών - τα άστρα κανονικά σχηματίζονται με την κατάρρευση των ψυχρών μοριακών νεφών αερίου. Αλλά ένας βίαιος πίδακας σωματιδίων μπορεί να ωθήσει το αέριο σε πυκνότερες συσσωρεύσεις.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης τα τηλεσκόπια Keck στη Χαβάη και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να φωτογραφίσουν το τόξο των άστρων, γνωστό ως Αντικείμενο Minkowski, στα υπέρυθρα και οπτικά μήκη κύματος. Εκείνες οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα αστέρια ήταν νεαρά - μόλις 10 εκατομμυρίων ετών.

Έκρηξη νέων άστρων

Για να δημιουργήσει έναν τέτοιο βραχίονα άστρων-βρεφών, ο πίδακας πρέπει να βρίσκεται σε ένα πλούσιο σε αέρια περιβάλλον. Πράγματι, ο γαλαξίας NGC 541, που βρίσκεται 216 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, βρίσκεται κοντά στο αεριώδες κέντρο ενός σμήνους περίπου 200 γαλαξιών.

Οι συνθήκες ήταν ακόμα πιο ώριμοι για αυτήν την διαδικασία στα πρώτα στάδια του Σύμπαντος. Οι πιο μεγάλοι γαλαξίες που περιέχουν μαύρες τρύπες μπορεί να είχαν περάσει από ένα αρχικό "ενεργό" στάδιο, που ανάβλυζαν πίδακες αερίων προτού να ηρεμήσουν στα βαθιά γεράματα τους.

Και η μεγαλύτερη ποσότητα αερίου στο Σύμπαν, που δεν είχε ακόμα δημιουργήσει το σημερινό πλήθος των άστρων και των γαλαξιών, γέμιζε το διάστημα. "Στο αρχικό Σύμπαν, οι μαύρες τρύπες ήταν πιο ενεργές και υπήρχε περισσότερο αέριο που ήταν ψυχρό και συμπαγές", αναφέρει ο van Breugel.

"Το πραγματικό ενδιαφέρον αυτής της εργασίας είναι να καταλάβει πώς δούλευε το νεαρό Σύμπαν", λέει ο Ken Chambers, ένας αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης. Και εξηγεί ότι το Αντικείμενο Minkowski μπορεί να δράσει ως κοντινό "εργαστήριο" για να μελετήσουμε αυτόν τον τύπο σχηματισμού αστεριών. 

Η ανακοίνωση αυτή έγινε σε μια συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Ένωσης στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνιας.