Αναρωτηθήκατε ποτέ πώς θα ήταν να παρατηρήσετε τι συμβαίνει σε έναν γαλαξία κοντά σε μια μαύρη τρύπα; Για όλους εμάς που θυμόμαστε αυτήν την υπέροχη ταινία της Disney, θα ήταν μια αξιοθαύμαστη - αν όχι υπνωτική - εμπειρία. Τώρα, χάρη στα ισχυρά εργαλεία παρατήρησης του Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), δύο διεθνείς ομάδες αστρονομίας είχαν την ευκαιρία να μελετήσουν τα αεροσκάφη των μαύρων οπών κοντά στους γαλαξιακούς πυρήνες τους και να δουν πώς επηρεάζουν τη γειτονιά τους. Οι ερευνητές έχουν καταγράψει την καλύτερη άποψη μέχρι στιγμής ενός νέφους μοριακού αερίου που περιβάλλει μια κοντινή, ήσυχη μαύρη τρύπα και ήταν προικισμένοι με μια εκπληκτική ματιά στη βάση ενός τεράστιου αεριωθούμενου αεροσκάφους κοντά σε ένα μακρινό.
Αυτά δεν είναι lightweight. Οι μαύρες τρύπες που μελετούν οι αστρονόμοι ζυγίζουν αρκετές δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες και κάνουν τα σπίτια τους στο κέντρο σχεδόν όλων των γαλαξιών στο Σύμπαν - συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία μας. Κάποτε, αυτά τα αινιγματικά γαλαξιακά φαινόμενα ήταν πολυάσχολα πλάσματα. Απορρόφησαν τεράστιες ποσότητες ύλης από το περιβάλλον τους, λάμποντας σαν φωτεινά φάρους. Αυτές οι πρώιμες μαύρες τρύπες ρίχνουν μικρές ποσότητες του θέματος που πήραν μέσω πολύ ισχυρών αεριωθούμενων αεριωθούμενων αεροπλάνων, αλλά τα τρέχοντα αντίστοιχά τους δεν είναι τόσο ενεργά. Ενώ τα πράγματα μπορεί να έχουν αλλάξει λίγο με την πάροδο του χρόνου, η συσχέτιση των αεριωθούμενων αεροπλάνων και του περιβάλλοντός τους εξακολουθεί να παίζει καθοριστικό ρόλο στο πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες. Στις πιο πρόσφατες μελέτες, οι οποίες δημοσιεύθηκαν σήμερα στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν την ALMA για να ερευνήσουν πίδακες μαύρων οπών σε πολύ διαφορετικές κλίμακες: μια κοντινή και σχετικά ήσυχη μαύρη τρύπα στον γαλαξία NGC 1433 και ένα πολύ μακρινό και ενεργό αντικείμενο που ονομάζεται PKS 1830-211.
«Η ALMA αποκάλυψε μια εκπληκτική σπειροειδή δομή στο μοριακό αέριο κοντά στο κέντρο του NGC 1433», λέει ο Françoise Combes (Observatoire de Paris, Γαλλία), ο οποίος είναι ο κύριος συγγραφέας της πρώτης εργασίας. «Αυτό εξηγεί πώς το υλικό ρέει για να τροφοδοτήσει τη μαύρη τρύπα. Με τις απότομες νέες παρατηρήσεις της ALMA, ανακαλύψαμε ένα πίδακα υλικού που ρέει μακριά από τη μαύρη τρύπα, που εκτείνεται μόνο για 150 έτη φωτός. Αυτή είναι η μικρότερη τέτοια μοριακή εκροή που έχει παρατηρηθεί ποτέ σε έναν εξωτερικό γαλαξία. "
Χρειάζεστε σχόλια; Λοιπόν, αυτό ακριβώς ονομάζεται αυτή η διαδικασία. Το "Feedback" μπορεί να μας διαφωτίσει στη σχέση μεταξύ της μάζας των μαύρων οπών και της μάζας του γαλαξιακού εξογκώματος που περιβάλλει. Η μαύρη τρύπα καταναλώνει αέριο και ενεργοποιείται, αλλά στη συνέχεια δημιουργεί πίδακες που καθαρίζουν το αέριο από την εγγύτητά του. Αυτό σταματά τον σχηματισμό αστεριών και ελέγχει την ανάπτυξη του κεντρικού εξογκώματος. Στο PKS 1830-211, ο Ivan Marti-Vidal (Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers, Διαστημικό Παρατηρητήριο Onsala, Onsala, Σουηδία) και η ομάδα του είδαν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με τζετ, «αλλά πολύ πιο φωτεινή και πιο ενεργή στο πρώιμο σύμπαν. Είναι ασυνήθιστο επειδή το λαμπρό του φως περνά έναν τεράστιο παρεμβαλλόμενο γαλαξία στο δρόμο του προς τη Γη και χωρίζεται σε δύο εικόνες με βαρυτικό φακό. "
Είναι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες ακατάστατοι τρώγοντες; Βάζεις στοίχημα. Υπήρξαν περιπτώσεις κατά τις οποίες μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα θα καταναλώσει απροσδόκητα μια τεράστια ποσότητα μάζας η οποία, με τη σειρά της, φορτίζει το turbo τη δύναμη των πίδακες και ανάβει την έξοδο ακτινοβολίας μέχρι την κορυφή της ενεργειακής παραγωγής. Αυτή η ενέργεια εκπέμπεται ως ακτίνες γάμμα, το μικρότερο μήκος κύματος και η υψηλότερη ενεργειακή μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Και τώρα η ALMA, κατά τύχη, έχει πιάσει ένα από αυτά τα γεγονότα όπως συνέβη στο PKS 1830-211.
«Η παρατήρηση της ALMA αυτής της περίπτωσης δυσπεψίας μαύρης τρύπας ήταν εντελώς ανεπιτήδευτη. Παρακολουθούσαμε το PKS 1830-211 για έναν άλλο σκοπό και μετά εντοπίσαμε λεπτές αλλαγές χρώματος και έντασης μεταξύ των εικόνων του βαρυτικού φακού. Μια πολύ προσεκτική ματιά σε αυτήν την απροσδόκητη συμπεριφορά μας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι παρατηρούσαμε, ακριβώς από μια πολύ τυχερή ευκαιρία, ακριβώς τη στιγμή που νέα νέα ύλη εισήλθε στη βάση jet της μαύρης τρύπας », λέει ο Sebastien Muller, συνεργάτης - συγγραφέας του δεύτερου εγγράφου.
Όπως με όλες τις αστρονομικές παρατηρήσεις, το κλειδί για την ανακάλυψη είναι η επιβεβαίωση. Εμφανίστηκαν τα ευρήματα ALMA σε άλλες τηλεσκοπικές παρατηρήσεις; Η απάντηση είναι ναι. Χάρη στην παρακολούθηση των παρατηρήσεων με το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-ray της NASA, υπήρχε μια συγκεκριμένη υπογραφή ακτίνων γάμμα ακριβώς που θα έπρεπε να είναι. Ό, τι ήταν υπεύθυνο για την κλιμάκωση της ακτινοβολίας στα μεγάλα μήκη κύματος της ALMA ήταν επίσης υπεύθυνο για την εντυπωσιακή ανάφλεξη του φωτός του αεριωθούμενου αεροπλάνου.
«Είναι η πρώτη φορά που μια τόσο ξεκάθαρη σύνδεση μεταξύ των ακτίνων γάμμα και των ραδιοκυμάτων του υπομετρικού κύματος έχει αποδειχθεί ότι προέρχεται από την πραγματική βάση του τζετ μιας μαύρης τρύπας», προσθέτει ο Sebastien Muller.
Ωστόσο, δεν είναι το τέλος της ιστορίας. Ειναι μονο η αρχη. Η ALMA θα συνεχίσει να διερευνά τις μυστηριώδεις λειτουργίες των υπερμεγέθων αεριωθούμενων αεριωθούμενων αεροσκαφών - τόσο κοντά όσο και μακριά. Η Combes και η ερευνητική της ομάδα παρατηρούν ήδη στενούς ενεργούς γαλαξίες με το ALMA, ακόμη και ένα μοναδικό αντικείμενο που έχει καταχωριστεί ως PKS 1830-211. Η έρευνα θα συνεχιστεί και με αυτήν μπορεί κάποια μέρα να έχουμε απαντήσεις σε πολλές ερωτήσεις.
«Υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να μάθουμε για το πώς οι μαύρες τρύπες μπορούν να δημιουργήσουν αυτά τα τεράστια ενεργητικά πίδακες ύλης και ακτινοβολίας», καταλήγει ο Ivan Marti-Vidal. "Αλλά τα νέα αποτελέσματα, που έχουν ληφθεί ακόμη και πριν ολοκληρωθεί η ALMA, δείχνουν ότι είναι ένα μοναδικά ισχυρό εργαλείο για την ανίχνευση αυτών των πίδακες - και οι ανακαλύψεις μόλις ξεκινούν!"
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO.
