Μαύρες τρύπες που συγκρούονται μπορούν να αφήσουν ίχνη υπέρυθρης ακτινοβολίας

Πηγή: NewScientist, 4 Μαρτίου 2008

Οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να βρίσκονται πίσω από τις μακράς διαρκείας υπέρυθρες λάμψεις, που είναι ορατές με τα τρέχοντα όργανα, όταν αυτές συγχωνεύονται, ισχυρίζεται μια νέα μελέτη. Σε αυτή την περίπτωση, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να βρουν τα σημάδια αυτών των συγχωνεύσεων πολύ πιο σύντομα από όσο υπολόγιζαν.

Οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες ζυγίζουν εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές όσο ο ήλιος μας και εμφανίζονται να κατοικούν στις καρδιές των περισσότερων γαλαξιών στο μέγεθος του δικού μας Γαλαξία ή και μεγαλύτερους.

Οι συγχωνεύσεις τους προβλέπονται να είναι μεταξύ των ισχυρότερων γεγονότων στον Κόσμο, με κάθε συγχώνευση να παράγει περισσότερη ενέργεια από όλα μαζί τα αστέρια στον Κόσμο.

Μια εικόνα από μια προσομείωση που παρουσιάζει τη συγχώνευση δύο γαλαξιών και των κεντρικών μαύρων οπών τους. Οι μαύρες τρύπες είναι σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη επί εκατοντάδες εκατομμυρίων ετών προτού να συγχωνευτούν για να σχηματίσουν μια ενιαία υπερβαρέα μαύρη τρύπα και στέλνοντας στο διάστημα πυκνά κύματα βαρύτητας

Το μεγαλύτερη μέρος αυτής της ενέργειας απελευθερώνεται πιθανά υπό μορφή κυμάτων βαρύτητας - αόριστοι κυματισμοί στον χωροχρονικό ιστό που ακόμα δεν έχουν  ανιχνευθεί άμεσα.

Όμως νέοι υπολογισμοί από τους Jeremy Schnittman και Julian Krolik στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Μέρυλαντ, προτείνουν ότι αμέσως μετά τη συγχώνευση τους οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν μια υπέρυθρη ακτινοβολία μέχρι και για 100.000 χρόνια.

Οι επίμονες ακτινοβολίες προέρχονται από τα νέφη του αερίου και της σκόνης που είναι στους δίσκους προσαύξησης, οι οποίοι περιβάλλουν και υποστηρίζουν τις μαύρες τρύπες.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, όταν συγκρούονται δύο μαύρες τρύπες, οι τροχιές του υλικού στους δίσκους διαταράσσονται, αναγκάζοντας τα σωματίδια της σκόνης και του αερίου να συντρίβονται το ένα πάνω στο άλλο.

"Τα σωματίδια του αερίου χάνουν πολλή ενέργεια όταν συντρίβονται," λέει ο Schnittman.

Ένα μέρος από αυτή την ενέργεια μετασχηματίζεται σε ακτίνες X και άλλες μορφές ακτινοβολίας, οι οποίες 'χορεύουν' μέσα σε έναν λαβύρινθο σωματιδίων αερίου και σκόνης στους δίσκους προσαύξησης, προτού τελικά να δραπετεύσουν υπό μορφή υπέρυθρου φωτός.

Η προκύπτουσα υπέρυθρη ακτινοβολία από μερικά τέτοια γεγονότα θα μπορούσε να είναι ορατή με το υπέρυθρο διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, πιστεύουν οι ερευνητές.

Και αντίθετα από άλλες υπέρυθρες πηγές στον ουρανό, οι μαύρες τρύπες που μόλις συγχωνεύτηκαν δεν πρέπει να εκπέμπουν ακτίνες X ή υπεριώδες φως. "Θέλουμε να βρούμε κάτι που έχει υπέρυθρες ακτίνες και τίποτα άλλο,"  εξηγεί ο Schnittman.

Ο Γάλλος Kristen Menou, αστροφυσικός τώρα στο πανεπιστήμιο Κολούμπια στη Νέα Υόρκη που δεν ήταν μέλος της ομάδας μελέτης, είπε ότι η ιδέα είναι μια "πολύ ενδιαφέρουσα πρόταση δεδομένου ότι μπορεί να είναι παραποιήσιμη με τις τρέχουσες εγκαταστάσεις."

Οι Schnittman και Krolik υπολογίζουν ότι 100.000 υπέρυθρες πηγές από τις συγχωνευμένες υπερβαρέες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι ορατές στο σύμπαν σήμερα.

Οι αστροφυσικοί έχουν υποβάλει την έρευνά τους στο Astrophysical Journal.

Τα κύματα βαρύτητας που εκπέμφθηκαν από τις υπερβαρέες μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται θα μπορούσαν επίσης μια ημέρα να ανιχνευθούν. Αλλά η συχνότητα αυτών των κυμάτων είναι πάρα πολύ χαμηλή για να ανιχνευτεί από τους σημερινούς ανιχνευτές κυμάτων βαρύτητας , όπως είναι το παρατηρητήριο κυμάτων βαρύτητας  με συμβολόμετρο λέιζερ (LIGO).

Έχει όμως προταθεί μια διαστημική αποστολή, η διαστημική κεραία με συμβολόμετρο λέιζερ LISA, που πρέπει να είναι σε θέση να τα δει, αλλά δεν αναμένεται να προωθηθεί έως το 2018.