Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ
Όταν συγκρούονται μαύρες τρύπες, προσέξτε! Μια τεράστια έκρηξη βαρυτικής ακτινοβολίας προκύπτει καθώς συγχωνεύονται βίαια σε μια τεράστια μαύρη τρύπα. Το λάκτισμα; που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης θα μπορούσε να χτυπήσει τη μαύρη τρύπα από τον γαλαξία της.
Μια νέα μελέτη περιγράφει τις συνέπειες μιας τέτοιας διαγαλαξιακής σύγκρουσης.
Ο αστροφυσικός David Merritt, καθηγητής στο Rochester Institute of Technology, και οι συν-συγγραφείς Milos Milosavljevic (Caltech), Marc Favata (Πανεπιστήμιο Cornell), Scott Hughes (Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης) και Daniel Holz (Πανεπιστήμιο του Σικάγο) διερευνούν τις συνέπειες των κλωτσιών που προκαλούνται από τα βαρυτικά κύματα στο άρθρο τους, «Συνέπειες της βαρυτικής ακτινοβολίας ανάκρουσης»; πρόσφατα υποβλήθηκε στην Αστροφυσική Εφημερίδα και δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο στη διεύθυνση http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Σχεδόν όλοι οι γαλαξίες πιστεύεται ότι περιέχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα τους. Σύμφωνα με την τρέχουσα θεωρία, οι γαλαξίες αναπτύσσονται μέσω συγχωνεύσεων με άλλους γαλαξίες. Όταν δύο γαλαξίες συγχωνεύονται, οι κεντρικές μαύρες τρύπες τους σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα και περιστρέφονται ο ένας γύρω από τον άλλον, τελικά συγκεντρώνονται σε μία μαύρη τρύπα. Η συνύπαρξη καθοδηγείται από την εκπομπή της βαρυτικής ακτινοβολίας, όπως προβλέπεται από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Ο Merritt και οι συνάδελφοί του καθόρισαν πόσο γρήγορα μια μαύρη τρύπα πρέπει να κινηθεί για να ξεφύγει εντελώς από το βαρυτικό πεδίο ενός γαλαξία. Διαπίστωσαν ότι οι μεγαλύτεροι και φωτεινότεροι γαλαξίες έχουν ισχυρότερα βαρυτικά πεδία και θα απαιτούσαν μεγαλύτερο λάκτισμα για να εκτοξεύσουν μια μαύρη τρύπα από τα μικρότερα συστήματα. Ομοίως, λιγότερο δυνατές κρούσεις θα μπορούσαν να βάλουν τη μαύρη τρύπα από το σπίτι της στο κέντρο ενός γαλαξία, μόνο για να ανακάμψουν αργότερα στη θέση τους.
Τα λάκτισμα θέτουν επίσης υπό αμφισβήτηση θεωρίες που θα αναπτύξουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες από ιεραρχικές συγχωνεύσεις μικρότερων μαύρων τρυπών, ξεκινώντας από το πρώιμο σύμπαν. «Ο λόγος είναι ότι οι γαλαξίες ήταν μικρότεροι καιρό και τα λάκτισμα θα είχαν αφαιρέσει εύκολα τις μαύρες τρύπες από αυτούς»; Ο Merritt λέει.
Σύμφωνα με τον Merritt και τους συν-συγγραφείς του, είναι πιο πιθανό ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πέτυχαν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους μέσω της αύξησης του αερίου και ότι οι συγχωνεύσεις με άλλες μαύρες τρύπες πραγματοποιήθηκαν μόνο αφού οι γαλαξίες είχαν φτάσει περίπου τα τρέχοντα μεγέθη τους.
«Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα γιγαντιαίων γαλαξιών όπως ο δικός μας Γαλαξίας»; λέει ο Merritt. Όμως, όσο γνωρίζουμε, τα μικρότερα αστρικά συστήματα δεν έχουν μαύρες τρύπες. Ίσως το έκαναν, αλλά τους έδιωξαν.
Το λάκτισμα «συνέπεια των εξισώσεων σχετικότητας του Αϊνστάιν» συμβαίνει επειδή τα βαρυτικά κύματα που εκπέμπονται κατά την τελική κατάρρευση είναι ανισοτροπικά, προκαλώντας ανάκρουση. Το αποτέλεσμα μεγιστοποιείται όταν η μία μαύρη τρύπα είναι αισθητά μεγαλύτερη από την άλλη.
Ενώ οι αστροφυσικοί γνώριζαν αυτό το φαινόμενο από τη δεκαετία του 1960, μέχρι τώρα κανείς δεν είχε τα απαραίτητα αναλυτικά εργαλεία για τον ακριβή υπολογισμό του μεγέθους του φαινομένου. Ο πρώτος ακριβής υπολογισμός του μεγέθους των κλωτσιών αναφέρθηκε σε ένα συνοδευτικό έγγραφο από τους Favata, Hughes και Holz, το οποίο εμφανίζεται επίσης διαδικτυακά στο http://arXiv.org.
Ο Merritt σημειώνει ότι δεν υπάρχουν σαφή στοιχεία παρατήρησης ότι τα λάκτισμα έλαβαν χώρα. Υποστηρίζει ότι η καλύτερη πιθανότητα εύρεσης άμεσων αποδεικτικών στοιχείων θα ήταν η εύρεση μιας μαύρης τρύπας λίγο μετά το λάκτισμα, ίσως σε έναν γαλαξία που πρόσφατα υπέστη συγχώνευση με έναν άλλο γαλαξία.
"Θα δείτε μια μαύρη τρύπα εκτός κέντρου που δεν έχει φτάσει ακόμη στο κέντρο," αυτος λεει. «Παρόλο που η πιθανότητα να παρατηρηθεί αυτό είναι χαμηλή, τώρα που οι αστρονόμοι ξέρουν τι να ψάξουν, δεν θα εκπλαγώ αν κάποιος βρει κάποιον τελικά.»
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων RIT
