Οι μεγάλες μαύρες τρύπες ήταν συνηθισμένες στις απαρχές του Κόσμου

Πηγή: Science Blogging, 19 Οκτωβρίου 2008

Αστρονόμοι πιστεύουν ότι πολλοί - ίσως κι όλοι - γαλαξίες στο σύμπαν περιέχουν τεράστιες μαύρες τρύπες στα κέντρα τους. Νέες παρατηρήσεις με το Δίκτυο Κεραιών σε μήκη κύματος κάτω του 1 mm (Submillimeter Array) δείχνουν ότι τέτοιες κολοσσιαίες μαύρες τρύπες ήταν συνηθισμένες ακόμη και 12 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν το Σύμπαν ήταν μόλις 1,7 δισεκατομμυρίων ετών και οι γαλαξίες μόλις τότε άρχιζαν να μορφοποιούνται. Το νέο αυτό συμπέρασμα προέρχεται από την ανακάλυψη δύο μακρινών γαλαξιών, και οι δύο με μαύρες τρύπες στην καρδιά τους, που συμμετέχουν σε μια θεαματική σύγκρουση.

Ο γαλαξίας 4C60.07, ο πρώτος που ανακαλύφθηκε, τράβηξε την προσοχή των αστρονόμων λόγω των λαμπρών ραδιοφωνικών εκπομπών του. Αυτό το ραδιομήνυμα είναι μια ένδειξη της παρουσίας ενός κβάζαρ - μια ταχύτατα περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας που τροφοδοτείται από τον γαλαξία που την φιλοξενεί.

Αριστερά: Καλλιτεχνική σύλληψης του συστήματος των συγκρουόμενων γαλαξιών 4C60.07. Ο γαλαξίας αριστερά έχει μετατρέψει το μεγαλύτερο μέρος των αερίων του σε αστέρια, και η μαύρη τρύπα 0στο κέντρο εκτοξεύει φορτισμένα σωματίδια στο διάστημα με δύο τεράστιους πυκνούς πίδακες. Ο γαλαξίας δεξιά έχει κι αυτός μια μαύρη τρύπα που αναγκάζει την κεντρική περιοχή του γαλαξία να εκπέμπει φως που το μεγάλο μέρος του είναι κρυμμένο πίσω από τα αέρια και τη σκόνη. Ένας τεράστιος αριθμός άστρων σχηματίζονται από αέριο και σκόνη, και κάποια από τα υλικά έλκονται από το γαλαξία.

Όταν για πρώτη φορά μελετήθηκε το σύστημα 4C60.07, οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι το αέριο υδρογόνο που περιβάλλει την μαύρη τρύπα σχηματίζει άστρα με μεγάλο ρυθμό - το αντίστοιχο 5.000 ήλιων κάθε χρόνο. Αυτή η έντονη δραστηριότητα αποκαλύφθηκε από την υπέρυθρη λάμψη από τα υπολείμματα που έμειναν, όταν τα μεγαλύτερα αστέρια πέθαναν αρκετά γρήγορα.

Η τελευταία έρευνα, αξιοποιώντας την ισχύ του δικτύου των οκτώ ραδιοκεραιών  που βρίσκονται στη Χαβάη, αποκάλυψε μια έκπληξη. Το σύστημα 4C60.07 τελικά δεν είναι αστέρια που σχηματίζονται. Πράγματι, τα αστέρια του φαίνεται να είναι σχετικά παλιά και ήρεμα. Αντίθετα, λαμβάνει χώρα ένας τεράστιος σχηματισμός άστρων σε ένα μέχρι τώρα αόρατο συνοδό γαλαξία, πολύ πλούσιο σε αέριο και σκόνη - που τον τυλίγει από παντού ώστε να μην φαίνεται -  και ο οποίος έχει επίσης μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο.

"Αυτή η νέα εικόνα εμφανίζει δύο γαλαξίες, ενώ αναμέναμε να βρούμε ένα", λέει ο Rob Ivison (Τεχνολογικό Κέντρο Αστρονομίας του Ηνωμένου Βασιλείου), επικεφαλής συντάκτης της ανακοίνωσης. "Είναι αξιοσημείωτο ότι οι δύο γαλαξίες περιέχουν υπερβαρέες μαύρες τρύπες στα κέντρα τους. Οι επιπτώσεις είναι εκτεταμένες: δεν μπορούμε παρά να αναρωτηθούμε πόσες άλλες κολοσσιαίες μαύρες τρύπες μπορεί να είναι αόρατες στο μακρινό σύμπαν. "

Λόγω του πεπερασμένου της ταχύτητας του φωτός, βλέπουμε τους δύο γαλαξίες, όπως ήταν στο μακρινό παρελθόν, λιγότερο από 2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang. Η νέα εικόνα από το Submillimeter Array συλλαμβάνει τη στιγμή που το 4C60.07 σχίζει ένα ρεύμα υλικού από το γειτονικό γαλαξία, όπως φαίνεται στην εικόνα. Μέχρι τώρα οι γαλαξίες έχουν συγχωνευτεί για να δημιουργήσουν ένα ελλειπτικό γαλαξία. Οι μαύρες τρύπες είναι πιθανό να έχουν συγχωνευθεί και αποτέλεσαν μια ενιαία, μεγαλύτερης μάζας μαύρη τρύπα.

Οι ίδιοι γαλαξίες δείχνουν εκπληκτικές διαφορές. Ο ένας είναι ένα νεκρό σύστημα που έχει ήδη σχηματίσει όλα του τα αστέρια και όλα τα αέρια 'καύσιμα' του  έχουν τελειώσει. Ο δεύτερος γαλαξίας είναι ακόμη ζωντανός και διατηρεί ακόμα μεγάλα αποθέματα αερίου που μπορούν να φτιάξουν νέα αστέρια.

"Αυτοί οι δύο γαλαξίες είναι δίδυμοι. Και οι δύο είναι περίπου στο μέγεθος του Γαλαξία μας, αλλά ο καθένας τους είναι μοναδικός", λέει ο Steve Willner του Κέντρου Αστροφυσικής στο Χάρβαντ, και μέλος της ομάδας.

"Η εκπληκτική ανάλυση του Submillimeter Array ήταν το κλειδί για την ανακάλυψη μας", πρόσθεσε.