Μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα πρόσφατα είχε πιάσει ένα αστέρι και το ρεύμα των σωματιδίων που η μαύρη τρύπα εκπέμπει θα μπορούσε να αποκαλύψει μια μυστική αρχή που διέπει τον τρόπο με τον οποίο μεγαλώνουν οι γαλαξίες.
Η γιορτή της μαύρης τρύπας εντοπίστηκε για πρώτη φορά στις 11 Νοεμβρίου 2014, με ακτίνες Χ και ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο. Τα σήματα, τα οποία προήλθαν από 300 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη, κατέλαβαν τις βάρβαρες τελευταίες στιγμές ενός αστέρα, που είναι γνωστό ως φωτοβολίδα της παλιρροιακής διακοπής. Αυτή η έκρηξη ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας συμβαίνει όταν η τεράστια βαρυτική έλξη μιας μαύρης τρύπας ξεδιπλώνει ένα πέρασμα αστέρι.
"Η μαύρη τρύπα καταστρέφει πρώτα το αστέρι και κάνει μια σούπα έξω από αυτό", δήλωσε ο Dheeraj Pasham, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας του Kavli στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και επικεφαλής του περιοδικού που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Astrophysical. «Όταν συμβεί αυτό, βλέπουμε μια ξαφνική αναλαμπή στον ουρανό. Η σούπα πέφτει σταδιακά στη μαύρη τρύπα και έτσι τροφοδοτεί τη μαύρη τρύπα».
Αλλά υπήρχε ένα πρόβλημα για το σήμα: Ενώ το πρότυπο στα σήματα ακτίνων Χ ήταν σχεδόν πανομοιότυπο με αυτό στα ραδιοσήματα που σχετίζονται με το συμβάν, το ραδιοσήμα αντικατοπτρίζει αυτό που είχε συμβεί στο σήμα ακτινών Χ 13 ημέρες νωρίτερα. Δηλαδή, όταν το σήμα ακτίνων Χ έγινε πιο φωτεινό, το ραδιοσήμα θα αντικατοπτρίζει αυτήν την αύξηση της φωτεινότητας περίπου δύο εβδομάδες αργότερα.
Αυτό οδήγησε τους αστρονόμους να υποθέσουν ότι η πηγή του σήματος ακτίνων Χ πρέπει να είναι το θέμα που τραβιέται προς και ενεργοποιείται από τη μαύρη τρύπα, ενώ τα ραδιοκύματα προέρχονται από ένα ρεύμα πολύ ενεργοποιημένου υλικού που διαφεύγει από τη μαύρη τρύπα, που ονομάζεται σχετικιστικός πίδακας.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα ραδιοκύματα προήλθαν από την έκρηξη του αστέρα καθώς χτυπήθηκε από παλιρροιακά κύματα από τη μαύρη τρύπα. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, η έκρηξη ενεργοποιεί σωματίδια πλάσματος στον περιβάλλοντα χώρο, και αυτά τα ενεργοποιημένα σωματίδια εκπέμπουν τότε ραδιοκύματα. Ωστόσο, αν συνέβαινε κάτι τέτοιο, δεν υπήρχε σχέση μεταξύ των ραδιοκυμάτων και των ακτίνων Χ που δημιουργούνται από το υλικό που πέφτει στη μαύρη τρύπα, ανέφεραν οι ερευνητές.
"Υποστηρίζουμε ότι αυτή η σύζευξη μεταξύ του ραδιοφώνου και της ακτινοβολίας ακτίνων Χ μας λέει ότι το ραδιόφωνο πρέπει να προέρχεται από τον πίδακα και ότι ο αεριωθούμενος ρυθμίζεται από την αύξηση" ή την ανάπτυξη της μαύρης τρύπας, είπε ο Pasham Live Science. "Τα στοιχεία δείχνουν σαφώς ότι οτιδήποτε πέφτει στη μαύρη τρύπα προωθεί το πίδακα."
Καθώς η μαύρη τρύπα καταβροχθίζει περισσότερο από την "αστέρι σούπα", το τζετ που ξεφεύγει από τη μαύρη τρύπα δυναμώνει. Η μελέτη αυτή σηματοδοτεί την πρώτη φορά που οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει μια τέτοια συσχέτιση σε ένα αντικείμενο, σύμφωνα με τους ερευνητές.
"Αυτό μας λέει ότι ο ρυθμός τροφοδοσίας της μαύρης τρύπας ελέγχει τη δύναμη του αεριωθούμενου που παράγει", δήλωσε ο Pasham σε μια δήλωση. "Μια καλά τροφοδοτούμενη μαύρη τρύπα παράγει ένα ισχυρό τζετ, ενώ μια υποσιτισμένη μαύρη τρύπα παράγει ένα αδύναμο τζετ ή κανένα τζετ καθόλου".
Ανάπτυξη γαλαξιών
Ο Πασάμ είπε ότι εάν οι μελλοντικές παρατηρήσεις δείχνουν παρόμοιο πρότυπο, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αρχίσουν να κατανοούν την προέλευση των μυστηριωδών αεριωθούμενων αεροσκαφών. Αυτά τα αεριωθούμενα ρεύματα εξέρχονται από μαύρες τρύπες με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός και ορισμένοι αστρονόμοι πιστεύουν ότι τα αεριωθούμενα αεροσκάφη θα μπορούσαν να είναι η πηγή των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων, τα ρεύματα σωματιδίων υψηλής ενέργειας που ζουμίζουν μέσα από το διάστημα σε απέραντες αποστάσεις.
"Πώς οι αεριωθούμενοι εκτοξεύονται από μαύρες τρύπες, αυτό είναι ένα μεγάλο μυστήριο στην αστροφυσική", δήλωσε ο Pasham.
Πέρα από αυτό, αν μια απλή σχέση συνδέει το ρυθμό αύξησης ή το ρυθμό με τον οποίο μαύρη τρύπα τσαλακώνει τη μάζα, στο μέγεθος του σχετικιστικού αεριωθούμενου μαύρου τρύπα, η σχέση αυτή θα μπορούσε να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο μεγαλώνουν οι γαλαξίες. Αυτό συμβαίνει επειδή οι γαλαξίες μεγαλώνουν όταν σχηματίζονται νέα αστέρια, αλλά ο σχηματισμός των αστεριών απαιτεί χαμηλές θερμοκρασίες. Οι μαύρες τρύπες, εν τω μεταξύ, θερμαίνουν το περιβάλλον τους, γεγονός που θα μπορούσε να το κάνει προσωρινά πολύ ζεστό για να σχηματίσουν νέα αστέρια. Η γνώση του μεγέθους των αεριωθούμενων μαύρων οπών θα μπορούσε στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη των ρυθμών ανάπτυξης γαλαξιών, ανέφεραν οι ερευνητές.
"Εάν ο ρυθμός με τον οποίο τροφοδοτείται η μαύρη τρύπα είναι ανάλογος με τον ρυθμό με τον οποίο αντλείται ενέργεια και εάν αυτό λειτουργεί πραγματικά για κάθε μαύρη τρύπα, είναι μια απλή συνταγή που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σε προσομοιώσεις εξέλιξης γαλαξιών", ανέφερε ο Pasham η ΔΗΛΩΣΗ. "Έτσι, αυτό υπονοεί μια μεγαλύτερη εικόνα."
