Πολύ γρήγορο άστρο δραπετεύει από μαύρη τρύπα

Πηγή: Ολλανδικός Οργανισμός για επιστημονική έρευνα, 13 Οκτωβρίου 2006

Επιτέλους οι αστρονόμοι έχουν μια μέθοδο για να μετρήσουν ακριβώς την ταχύτητα των άστρων μέσα σε έναν γαλαξία που περιέχει μια μαύρη τρύπα. Η ολλανδή ερευνήτρια Alessia Gualandris ανέπτυξε τον κατάλληλο αλγόριθμο σε συνεργασία με το αστρονομικό ίδρυμα Anton Pannekoek και το ίδρυμα πληροφορικής του Άμστερνταμ. Τα αποτελέσματα αυτής της σπουδαίας έρευνας δίνουν πειστικά στοιχεία για τη σχέση μεταξύ των γαλαξιακών πυρήνων, των υπερβαρέων μαύρων τρυπών και των πολύ γρήγορων άστρων μέσα στο Γαλαξία.

Οι γαλαξιακοί πυρήνες είναι οι πυρήνες των γαλαξιών, ομάδες χιλιάδων έως εκατομμυρίων άστρων που διατηρούνται σε συνοχή από τη βαρύτητα. Καθώς τα αστέρια στον πυρήνα είναι πολύ κοντά, εύκολα εμφανίζονται οι αλληλεπιδράσεις. Εάν συμπεριλαμβάνονται, επίσης, υπερβαρέες μαύρες τρύπες (μαύρες τρύπες αρκετά εκατομμύρια φορές βαρύτερες από τον ήλιο), τότε τα αστέρια μπορούν να εκσφενδονιστούν από τον γαλαξία (παραδείγματος χάριν τον Γαλαξία μας) με ταχύτητες περισσότερη από 1.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Οι αστροφυσικοί λόγοι για αυτή τη συμπεριφορά είναι απλοί αλλά μπορούν να δειχθούν μόνο με λεπτομερείς υπολογισμούς σε ειδικά αναπτυγμένους υπολογιστές.

Παράλληλοι υπολογιστές

Η διεπιστημονική ερευνητική ομάδα της οποίας ήταν μέλος η Gualandris (μαζί με ιάπωνες, γερμανούς και αμερικανούς ερευνητές) πέρασε τα προηγούμενα τέσσερα χρόνια αναπτύσσοντας αλγορίθμους και ειδικούς υπολογιστές προκειμένου να υπολογιστεί ακριβώς η δυναμική και εσωτερική εξέλιξη ενός γαλαξιακού πυρήνα. Εντούτοις, αυτοί οι υπολογισμοί μπορούν να εκτελεσθούν μόνο εάν οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ όλων των άστρων περιγράφονται με πολύ ακρίβεια. Η Gualandris ανέπτυξε έναν ειδικό νέο αλγόριθμο για να εκτελέσει αυτούς τους υπολογισμούς σε έναν παράλληλο υπολογιστή. Με αυτό ήταν επιτέλους δυνατό να προσομοιωθούν τα συστήματα περισσότερων του ενός εκατομμυρίων άστρων.

Τα ερευνητικά αποτελέσματα είναι σημαντικά για την επόμενη έρευνα στους γαλαξίες, τις μαύρες τρύπες και την αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών. Τα πυκνά αστρικά συστήματα όπως είναι τα σμήνη των άστρων ή οι γαλαξίες είναι συναρπαστικά και για τους αστροφυσικούς και για τους ειδικούς επιστήμονες των υπολογιστών. λόγω της τεράστιας φυσικής ποικιλομορφίας τους και επειδή οι υπολογισμοί της υψηλής κινητικότητάς τους είναι αριθμητικά πολύ σύνθετοι. Μέχρι τώρα αυτοί οι υπολογισμοί ήταν δύσκολο να εκτελεσθούν δεδομένου ότι αυτά τα συστήματα είναι ακατάλληλα για τις αναλυτικές μεθόδους και οι προσεγγίσεις δεν είναι αρκετά ακριβείς. Με τη μέθοδο της Gualandris έχουν λυθεί τα αριθμητικά προβλήματα και έτσι μπορεί να εξηγηθεί η προέλευση των πολύ γρήγορων άστρων μέσα στο Γαλαξία.