Οι αστρονόμοι υποπτεύονται εδώ και πολύ καιρό ότι κάτι πρέπει να συγκρατεί ενεργά τις μαύρες τρύπες, επειδή οι περισσότεροι γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν δεν τους έχουν. Τώρα, το Παρατηρητήριο Δίδυμων έχει καταλάβει έναν γαλαξιακό έλεγχο και ισορροπία - μια μεγάλης κλίμακας εκροή κβάζαρ στον γαλαξία Markarian 231 που φαίνεται να στερεί από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα τη διατροφή του αερίου και σκόνης.
Το έργο είναι μια συνεργασία μεταξύ του David Rupke του Rhodes College στο Tennessee και του Sylvain Veilleux του Πανεπιστημίου του Maryland. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν στο τεύχος 10 Μαρτίου τουΗ Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματα.
Το Markarian 231 (12h56’14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) βρίσκεται περίπου 600 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Ursa Major. Αν και η μάζα του είναι αβέβαιη, ορισμένες εκτιμήσεις δείχνουν ότι το Mrk 231 έχει μάζα σε αστέρια περίπου τρεις φορές εκείνη του Γαλαξία μας και η κεντρική μαύρη τρύπα του εκτιμάται ότι έχει μάζα τουλάχιστον 10 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών ή επίσης περίπου τρεις φορές της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στον Γαλαξία μας.
Η θεωρητική μοντελοποίηση επισημαίνει συγκεκριμένα τις εκροές κβάζαρ ως αντιστάθμιση στην ανάπτυξη των μαύρων οπών. Σε αυτόν τον αρνητικό βρόχο ανάδρασης, ενώ η μαύρη τρύπα αποκτά ενεργά μάζα ως κβάζαρ, οι εκροές μεταφέρουν ενέργεια και υλικό, καταστέλλοντας την περαιτέρω ανάπτυξη. Οι εκροές μικρής κλίμακας είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν, αλλά καμία δεν ήταν αρκετά ισχυρή για να εξηγήσει αυτήν την προβλεπόμενη και θεμελιώδη πτυχή της εξέλιξης του γαλαξία. Οι παρατηρήσεις Gemini παρέχουν τις πρώτες σαφείς ενδείξεις για εκροές αρκετά ισχυρές για να υποστηρίξουν τη διαδικασία που απαιτείται για να λιμοκτονήσουν η γαλαξιακή μαύρη τρύπα και να σβήσουν τον σχηματισμό αστεριών περιορίζοντας τη διαθεσιμότητα νέου υλικού.
Ο συγγραφέας της μελέτης Veilleux λέει ότι το Mrk 231 είναι ένα ιδανικό εργαστήριο για τη μελέτη των εκροών που προκαλούνται από ανατροφοδότηση από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες: «Αυτό το αντικείμενο είναι αναμφισβήτητα το πιο κοντινό και καλύτερο παράδειγμα που γνωρίζουμε για έναν μεγάλο γαλαξία στα τελικά στάδια μιας βίαιης συγχώνευσης και στη διαδικασία να ρίξει το κουκούλι του και να αποκαλύψει ένα πολύ ενεργητικό κεντρικό κβάζαρ. Αυτό είναι πραγματικά μια τελευταία έκπληξη αυτού του γαλαξία. η μαύρη τρύπα ρίχνει τα επόμενα γεύματά της στη λήθη! » Τόσο ακραίες όσο εμφανίζονται οι διατροφικές συνήθειες του Mrk 231, ο Veilleux προσθέτει ότι πιθανότατα δεν είναι μοναδικοί: «Όταν κοιτάζουμε βαθιά στο διάστημα και πίσω στο παρελθόν, τέτοια κβάζαρ φαίνονται σε μεγάλο αριθμό και όλα αυτά μπορεί να έχουν περάσει από εκπτώσεις όπως αυτό που βλέπουμε στο Mrk 231. "
Παρόλο που ο Mrk 231 είναι εξαιρετικά καλά μελετημένος και γνωστός για τα αεριωθούμενα αεροσκάφη του, οι παρατηρήσεις των Δίδυμων εξέθεσαν μια ευρεία ροή που εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις για τουλάχιστον 8.000 έτη φωτός γύρω από τον πυρήνα του γαλαξία. Τα προκύπτοντα δεδομένα αποκαλύπτουν αέριο (που χαρακτηρίζεται από νάτριο, το οποίο απορροφά κίτρινο φως) που ρέει μακριά από το κέντρο του γαλαξία με ταχύτητες άνω των 1.000 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Σε αυτήν την ταχύτητα, το αέριο θα μπορούσε να πάει από τη Νέα Υόρκη στο Λος Άντζελες σε περίπου 4 δευτερόλεπτα. Αυτή η εκροή απομακρύνει το αέριο από τον πυρήνα με έναν τεράστιο ρυθμό - περισσότερο από 2,5 φορές τον ρυθμό σχηματισμού αστεριών. Οι ταχύτητες που παρατηρούνται εξαλείφουν τα αστέρια ως τον πιθανό «κινητήρα» που τροφοδοτεί την εκροή. Αυτό αφήνει τη μαύρη τρύπα ως τον πιο πιθανό ένοχο και μπορεί εύκολα να εξηγήσει την τεράστια ενέργεια που απαιτείται.
Η ενέργεια που απαιτείται είναι αρκετή για να καθαρίσει την ύλη από τον γαλαξία. Ωστόσο, «όταν λέμε ότι ο γαλαξίας διαλύεται, αναφερόμαστε μόνο στο αέριο και τη σκόνη στον γαλαξία», σημειώνει ο Rupke. «Ο γαλαξίας είναι κυρίως αστέρια σε αυτό το στάδιο της ζωής του και η εκροή δεν έχει καμία επίδραση σε αυτά. Το κρίσιμο πράγμα είναι ότι τα πυροτεχνήματα του σχηματισμού νέων αστεριών και της τροφοδοσίας των μαύρων τρυπών τελειώνουν, πιθανότατα ως αποτέλεσμα αυτής της εκροής. "
Πηγή: Δελτίο τύπου Gemini. Το χαρτί εμφανίζεται εδώ. Δείτε επίσης μερικά γαλαξιακά κινούμενα σχέδια συγχώνευσης, ευγενική προσφορά του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
