Μαύρες τρύπες ξαναγίνονται ενεργές

Πηγή: Spitzer, 24 Οκτωβρίου 2006

Αστρονόμοι έχουν προσδιορίσει δύο απόμακρες υπερβαρέες μαύρες τρύπες, ή κβάζαρ, που είναι έτοιμες να γίνουν πολύ φωτεινότερες. Τα νέα στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer δείχνουν ότι οι γειτονικές περιοχές γύρω από τις μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να συγκρατήσουν αρκετή ύλη - γιατί απλώς οι μαύρες τρύπες δεν μπορούν να την καταναλώσουν αρκετά γρήγορα ώστε να καθαρίσουν το γύρω χώρο τους. Όταν αυτό συμβαίνει, η ύλη θερμαίνεται και αποδεσμεύει ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. Μερικές θεωρίες προτείνουν ότι αυτές οι εκρήξεις θα μπορούσαν να είναι τόσο ισχυρές ώστε να σταματήσουν το σχηματισμό των άστρων σε έναν γαλαξία.

Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας υπερβαρέας μαύρης τρύπας

Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA έχουν προσδιορίσει πρόσφατα δύο κβάζαρ, ή υπερβαρέες μαύρες τρύπες, οι οποίες μπορούν να είναι στα πρόθυρα να βγάλουν προς τα έξω κολοσσιαίες ποσότητες, σαν να 'ρεύονται'.

Από καιρό οι επιστήμονες έχουν υποψιαστεί ότι όταν συγκρούονται οι γαλαξίες, οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες που κατοικούν μέσα τους καταβροχθίζουν μια τεράστια ποσότητα σκόνης, αερίου, και αστεριών. Τούτη η κοσμική γιορτή συνοδεύεται από βίαια επεισόδια σχηματισμού των άστρων, που προκαλούνται από τη μεγάλη γαλαξιακή σύγκρουση. Τα περισσότερα τηλεσκόπια δεν μπορούν να ανιχνεύσουν αυτές τις 'εορτάζουσες' μαύρες τρύπες, επειδή διασκορπίζονται στο διάστημα πυκνά νέφη σκόνης και αερίου λόγω της σύγκρουσης των γαλαξιών και φυσικά τις κρύβουν. Το αποτέλεσμα είναι να σχηματίζεται ένα 'γαλαξιακό σάβανο' πάνω από τα τεράστια αντικείμενα κρύβοντάς τα.

Εντούτοις, οι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι αυτά τα αδηφάγα ουράνια αντικείμενα κάποια στιγμή "χορταίνουν". Μόλις συμβεί αυτό, οι επιστήμονες θεωρούν ότι οι μαύρες τρύπες βγάζουν προς τα έξω τεράστιες ποσότητες ενέργειας, αρκετά ισχυρές για να καταστρέψουν ένα μεγάλο μέρος του κρυμμένου περιβάλλοντος υλικού της. Μερικά τέτοια κοσμικά 'ρεψίματα', από τις υπερβαρέες μαύρες τρύπες, μπορούν ακόμη και να καταστρέψουν αρκετό υλικό ώστε να σταματήσουν το σχηματισμό των άστρων στο γαλαξία που τις φιλοξενεί.

Σύμφωνα με τη Maria del Carmen Polletta του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, αυτές οι - πρόσφατα ταυτοποιημένες - υπερβαρέες μαύρες τρύπες κρύβονται μέσα σε πυκνά σύννεφα της σκόνης, και μπορούν να είναι στα πρόθυρα να 'ρευτούν' μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Η Polletta είναι η επικεφαλής συντάκτης μιας ανακοίνωσης για αυτό το θέμα. Η έρευνά της δημοσιεύθηκε στο Αστροφυσικό Περιοδικό.

"Οι μαύρες τρύπες απελευθερώνουν πάντα πολλή ενέργεια καθώς καταπίνουν ύλη (προσαυξάνονται) από τον γύρω χώρο τους", λέει.

Καθώς πέφτει ύλη μέσα σε μια μαύρη τρύπα, τότε εκπέμπεται ενέργεια. Και όσο περισσότερο καταπίνει μια μαύρη τρύπα, τόσο περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται. Οι αστρονόμοι υποψιάζονται ότι κάποια στιγμή οι μαύρες τρύπες θα εκπέμψουν τόση πολλή ενέργεια που η περιβάλλουσα σκόνη θα απομακρυνθεί μακριά ή θα καταστραφεί. Οι επιστήμονες μετρούν αυτήν την εκπεμπόμενη ενέργεια με τη "φωτεινότητα." Η Polletta σημειώνει ότι η φωτεινότερη μαύρη τρύπα στη μελέτη της έχει, περίπου, τρία δισεκατομμύρια φορές περισσότερη μάζα από τον ήλιό μας, και μπορεί να καταπιεί περίπου 68 ηλιακές μάζες υλικού ετησίως, ή περισσότερο από τη μάζα ενός ήλιου την εβδομάδα.

"Η σκόνη που περιβάλλει μια κρυμμένη μαύρη τρύπα μπορεί να περιπλέξει τους υπολογισμούς της φωτεινότητας, επειδή η σκόνη απορροφά στην πράξη κάποια από την εκπεμπόμενη ενέργεια και την επανακτινοβολεί στις υπέρυθρες ακτίνες", αναφέρει η Polletta.

Χρησιμοποιώντας τα υπέρυθρα μάτια του Spitzer, η Polletta και η ομάδα της ήταν σε θέση να μετρήσουν την ποσότητα της ενέργειας που απορροφάται από τη σκόνη, και έτσι να προβλέψουν ακριβώς τη φωτεινότητα της μαύρης τρύπας. Με το παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων X της NASA, τα μέλη της ομάδας μπορούσαν επίσης να διακρίνουν την ποσότητα της σκόνης που περιβάλλει το αντικείμενο.

"Η φωτεινότητα των πηγών στην έρευνά μου είναι τόσο υψηλή που η σκόνη δεν πρέπει να επιζήσει", εξηγεί η Polletta. Γι' αυτό υποψιάζεται ότι οι μαύρες τρύπες στη μελέτη της είναι έτοιμες να 'ρευτούν' ενέργεια.

Αν και έχει προβλεφθεί αυτός ο τύπος των φαινομένων στα αστρονομικά μοντέλα, η Polletta προσεκτικό σημειώνει ότι υπάρχουν ακόμα πολλά που οι αστρονόμοι δεν ξέρουν για το χαρακτήρα των έντονα κρυμμένων μαύρων τρυπών.

"Αυτές οι μαύρες τρύπες που κρύβονται τόσο πολύ και με αυτήν την φωτεινότητα είναι πολύ δύσκολο να βρεθούν και δεν έχουν μελετηθεί εκτενώς", παρατηρεί η Polletta. "Το 'ρέψιμο' μιας μαύρης τρύπας δεν έχει ελεγχθεί ποτέ με παρατηρήσεις, κι έτσι η έκρηξη μπορεί να μην συμβεί."

"Ο ρόλος που παίζει μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα στην ανάπτυξη ενός γαλαξία είναι δεν ακόμα σαφής, υπάρχουν ακόμα πολλά κομμάτια που λείπουν. Αυτό που βλέπουμε εδώ είναι μια πολύ συγκεκριμένη στιγμή στη ζωή μιας μαύρης τρύπας", προσθέτει. "Σύμφωνα με τα αστρονομικά μοντέλα, οι μαύρες τρύπες με αυτήν την φωτεινότητα πρέπει να καταστρέψουν το περιβάλλον υλικό τους πολύ σύντομα."

Οι πηγές αυτές ανιχνεύθηκαν στις παρατηρήσεις που λήφθηκαν από το πρόγραμμα του Spitzer (SWIRE). Το πρόγραμμα αυτό χρησιμοποιεί τα ευαίσθητα υπέρυθρα μάτια του Spitzer για να κατανοήσει πώς το υλικό από την εποχή του big bang αναπτύχθηκε κατά τέτοιο τρόπο ώστε να φτιάξει τους σύγχρονους γαλαξιακούς γείτονές μας.

Σύμφωνα με τη Polletta, που είναι μέλος της ομάδας SWIRE, από τα εκατομμύρια των υπεβαρέων μαύρων οπών που ανιχνεύονται με το SWIRE, τα αντικείμενα στη μελέτη της είναι τα φωτεινότερα. Προσθέτει δε ότι οι πηγές της βρίσκονται ανάμεσα στις καλύτερα κρυμμένες μέσα στη σκόνη μαύρες οπές,  που έχουν μελετηθεί ποτέ.