Εκατοντάδες μαύρες τρύπες είναι διασκορπισμένες στον Γαλαξία;

Πηγή: Scientific American, 30 Απριλίου 2009

Οι μαύρες τρύπες θεωρούνται ότι είναι συνηθισμένες στο σύμπαν, με μία υπερβαρέα μαύρη τρύπα να κινείται απαρατήρητη στο κέντρο των γαλαξιών, όπως και στον δικό μας Γαλαξία. Μήπως όμως μπορούν να βρεθούν και εκτός του γαλαξιακού κέντρου;

Μια νέα μελέτη εκτιμά ότι περίπου 300 μαύρες τρύπες μπορεί να κρύβονται και να περιπλανώνται καταβροχθίζοντας τα πάντα στο πέρασμά τους σε όλο τον Γαλαξία, που είναι απομεινάρια των βασικών ουσιών τα οποία ενώθηκαν πριν δισεκατομμύρια χρόνια για το σχηματισμό του Γαλαξία μας. Επιπλέον, αυτές τις μαύρες τρύπες μπορεί να διατηρούν ιδιότητες που θα επέτρεπαν στους αστρονόμους να τις εντοπίζουν, παρέχοντας έτσι μια αρχαιολογική καταγραφή του σχηματισμού του γαλαξία.

Ο Ryan O'Leary, ο καθηγητής Avi Loeb κι ένας μεταπτυχιακός φοιτητής του στο Κέντρο Αστροφυσικής του Harvard (CFA), έκαναν την έρευνα που θα δημοσιευθεί στο Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Καθώς συγχωνεύονται οι γαλαξίες, έτσι ακριβώς κάνουν και οι αντίστοιχες κεντρικές μαύρες τρύπες τους. Δηλαδή σύμφωνα με τη νέα επιστημονική μελέτη, αυτές οι αδέσποτες μαύρες τρύπες έχουν μείνει ορφανές από τότε που ο Γαλαξίας μας «κατάπιε» ένα σωρό άλλους μικρότερους γαλαξίες στο πέρασμα των δισεκατομμυρίων ετών της ύπαρξής του. Προηγούμενες μελέτες ανέφεραν ότι το τελικό στάδιο της συγχώνευσης των μαύρων οπών στους γαλαξίες με μικρή μάζα, θα μπορεί να ελευθερώσει αρκετή ενέργεια με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων (διακυμάνσεις στη δομή του χωροχρόνου), με αποτέλεσμα να διωχθεί η μαύρη τρύπα από τον μητρικό του γαλαξία. Ωστόσο, αυτή η ώθηση δεν θα είναι αρκετά ισχυρή για να φύγει η μαύρη τρύπα από την βαρυτική έλξη του Γαλαξία, αλλά θα παραμείνει ενσωματωμένη εντός του Γαλαξία για να περιπλανάται ελεύθερη στα περίχωρά της.

Οι O'Leary και Loeb έκαναν προσομοιώσεις τις συγχωνεύσεις μικρότερων γαλαξιών σε όλη την ιστορία του Γαλαξία μας, διαπιστώνοντας ότι οι μαύρες τρύπες με ανάκρουση έχουν μέγεθος που κυμαίνεται από περίπου 1.000 έως μερικές εκατοντάδες χιλιάδες φορές τη μάζα του ήλιου μας, και μπορεί να υπάρχουν σε σχετικά μεγάλες ποσότητες στον Γαλαξία. Το μέγεθος αυτό είναι μικρό σε σχέση με την υποτιθέμενη υπερβαρέα μαύρη τρύπα που κρύβεται στον πυρήνα του Γαλαξία, ο οποίος έχει μια μάζα περίπου τέσσερα εκατομμύρια ήλιους. Οι ερευνητές υποστηρίζουν μάλιστα ότι δεν θα ήταν ιδιαίτερα κοντά, τουλάχιστον μερικές χιλιάδες έτη φωτός μακριά μας.

Σύμφωνα με μια άλλη σχετική θεωρία - η οποία όμως υστερεί σε εμπειρικές παρατηρήσεις που να την επιβεβαιώνουν - οι γαλαξίες, όπως ο δικός μας, μεγαλώνουν απορροφώντας μικρότερους γαλαξίες, όπως το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το Γαλαξία μας. Οι δύο αστροφυσικοί υποστηρίζουν λοιπόν ότι μερικές φορές η κεντρική μαύρη τρύπα ενός μικρού γαλαξία, ο οποίος απορροφάται από έναν μεγαλύτερο, παραμένουν ανεξάρτητες και δεν συγχωνεύονται με την μαύρη τρύπα στο κέντρο του μεγαλύτερου γαλαξία μετά τη διαγαλαξιακή σύγκρουση.

Το κέντρο του Γαλαξία όπως το είδε ο δορυφόρος στις ακτίνες-Χ της NASA Chandra. Νέα ισχυρά στοιχεία δείχνουν ότι κρύβεται εκεί μέσα μια μαύρη τρύπα

Είναι κρίσιμο, γράφουν οι ερευνητές,  ότι κάθε μία από αυτές τις αδέσποτες μαύρες τρύπες θα πρέπει να συνοδεύεται από ένα σφικτό σμήνος άστρων, που άρπαξαν από τον πυρήνα του μητρικού τους γαλαξία. Αυτά λοιπόν τα αστέρια θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό των ατίθασων μαύρων οπών. Σε τέτοιες μεγάλες αποστάσεις, το καθένα από αυτά τα σμήνη είναι πολύ πιθανό να εμφανίζονται στο διάστημα ως ένα και μόνο φωτεινό σημείο, αλλά οι O'Leary και Loeb υποδεικνύουν κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, που θα μπορούσαν να βοηθήσουν τον εντοπισμό τους, όπως η υψηλή μάζα σε αναλογία με το φως τους, με δεδομένη την τεράστια αλλά μη φωτεινή μαύρη τρύπα στο κέντρο τους.

Άλλοι επιστήμονες πάντως, όπως ο Mitchell Begelman του πανεπιστημίου του Κολοράντο στο Boulder, σχολιάζουν ότι παρά τα στοιχεία που υπάρχουν ακόμα δεν είναι δυνατό να ισχυριστούν οι επιστήμονες ότι όντως αποδείχτηκε η ύπαρξη μιας υπερβαρέας μαύρης τρύπας στο γαλαξιακό κέντρο πέραν κάθε αμφιβολίας. Μια εναλλακτική περίπτωση θα ήταν αντί για μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία η ύπαρξη μιας σκουληκότρυπας, που να συνδέει μια περιοχή του σύμπαντος με μια άλλη και η οποία να συλλέγει ύλη και ενέργεια από το κέντρο του Γαλαξία μας για να τη μεταφέρει κάπου αλλού.