Βαθιά στην καρδιά του γαλαξία μας κρύβεται μια μαύρη τρύπα. Ή μήπως είναι? Ενώ όλοι μπορεί να είναι ήσυχοι στο δυτικό μέτωπο τώρα, μπορεί να υπάρχουν ενδείξεις ότι το γαλαξιακό μας κέντρο ήταν κάποτε σπίτι κάποιας εντυπωσιακής δραστηριότητας - δραστηριότητας που μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλά γεγονότα σύγκρουσης και συγχωνεύσεις μαύρων οπών καθώς φαινόταν πάνω σε δορυφορικούς γαλαξίες. Χάρη στις νέες πληροφορίες από ένα ζευγάρι βοηθών καθηγητών, την Kelly Holley-Bockelmann στο Vanderbilt και την Tamara Bogdanovic στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας, έχουμε περισσότερα στοιχεία που δείχνουν το απίστευτα ενεργό παρελθόν του Γαλαξία μας.
«Η Tamara και εγώ είχαμε μόλις παρακολουθήσει ένα συνέδριο αστρονομίας στο Aspen του Κολοράντο, όπου ανακοινώθηκαν πολλές από αυτές τις νέες παρατηρήσεις», δήλωσε ο Holley-Bockelmann. «Ήταν τον Ιανουάριο του 2010 και μια χιονοθύελλα είχε κλείσει το αεροδρόμιο. Αποφασίσαμε να νοικιάσουμε ένα αυτοκίνητο για να οδηγήσουμε στο Ντένβερ. Καθώς περάσαμε από την καταιγίδα, συγκεντρώσαμε τις ενδείξεις από το συνέδριο και συνειδητοποιήσαμε ότι ένα μόνο καταστροφικό γεγονός - η σύγκρουση μεταξύ δύο μαύρων τρυπών πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια - θα μπορούσε να εξηγήσει όλα τα νέα στοιχεία. "
Τώρα, φανταστείτε έναν νυχτερινό ουρανό που φωτίζεται από ένα τεράστιο νεφέλωμα, που καλύπτει τη μισή ουράνια σφαίρα. Αυτό δεν είναι όνειρο, είναι πραγματικότητα. Αυτοί οι μαζικοί λοβοί υψηλής ακτινοβολίας είναι γνωστοί ως φυσαλίδες Fermi και καλύπτουν μια περιοχή περίπου 30.000 έτη φωτός και στις δύο πλευρές του πυρήνα του Γαλαξία. Αν και δεν μπορούμε να τα παρατηρήσουμε απευθείας σε ορατό φως, αυτά τα σωματίδια κινούνται κοντά στα 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο και λάμπουν σε μήκη κύματος ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα.
Σύμφωνα με τους Fulai Guo και William G. Mathews του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Santa Cruz: «Οι φυσαλίδες Fermi παρέχουν εύλογες αποδείξεις για μια πρόσφατη ισχυρή δραστηριότητα αεριωθούμενων AGN στο Γαλαξία μας, ρίχνοντας νέες γνώσεις σχετικά με την προέλευση του πληθυσμού του φωτοστέφανου CR και του καναλιού μέσω των οποίων οι τεράστιες μαύρες τρύπες στους γαλαξίες δίσκων απελευθερώνουν ενέργεια ανατροφοδότησης κατά την ανάπτυξή τους. "
Ωστόσο, το γαλαξιακό μας κέντρο φιλοξενεί κάτι περισσότερο από μερικές απίστευτες φυσαλίδες - είναι η τοποθεσία τριών από τα πιο τεράστια σμήνη νεαρών αστεριών στη σφαίρα του Γαλαξία. Γνωστό ως το συγκρότημα Central, Arches και Quintuplet, κάθε ομάδα στεγάζει αρκετές εκατοντάδες καυτά, νεαρά αστέρια που νάνε τον Ήλιο. Θα ζήσουν σύντομες, φωτεινές, βίαιες ζωές… κάψιμο σε λίγα εκατομμύρια χρόνια. Επειδή ζουν γρήγορα και πεθαίνουν νέοι, αυτά τα αστέρια συστάδων πρέπει να έχουν σχηματιστεί τα τελευταία χρόνια κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης σχηματισμού αστεριών κοντά στο γαλαξιακό κέντρο - μια άλλη ένδειξη αυτού του κοσμικού παζλ.
«Λόγω της μεγάλης μάζας τους και του φαινομενικά υψηλού βάρους του ΔΝΤ, οι ομάδες του Γαλαξιακού Κέντρου περιέχουν μερικά από τα πιο τεράστια αστέρια του Γαλαξία. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς τα τεράστια αστέρια είναι βασικά συστατικά και ανιχνευτές αστροφυσικών φαινομένων σε όλες τις κλίμακες μεγέθους και απόστασης, από μεμονωμένους τόπους σχηματισμού αστεριών, όπως το Ωρίωνα, έως το πρώιμο Σύμπαν κατά την εποχή του ιονικοποίησης όταν γεννήθηκαν τα πρώτα αστέρια. Ως συστατικά, ελέγχουν τη δυναμική και χημική εξέλιξη του τοπικού τους περιβάλλοντος και των μεμονωμένων γαλαξιών μέσω της επιρροής τους στην ενεργειακή και τη σύνθεση του διαστρικού μέσου. " λέει ο Donald F. Figer. «Πιθανότατα παίζουν σημαντικό ρόλο στην πρώιμη εξέλιξη των πρώτων γαλαξιών, και υπάρχουν ενδείξεις ότι είναι οι πρόγονοι των πιο ενεργητικών εκρήξεων στο Σύμπαν, που θεωρούνται ως εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Ως ανιχνευτές, καθορίζουν τα ανώτατα όρια της διαδικασίας σχηματισμού άστρων και η παρουσία τους πιθανώς τερματίζει τον περαιτέρω σχηματισμό κοντινών αστεριών χαμηλότερης μάζας. Είναι επίσης εξέχοντα προϊόντα παραγωγής γαλαξιακών συγχωνεύσεων, γαλαξιών αστεριών και ενεργών γαλαξιακών πυρήνων. "
Για να εμβαθύνετε το μυστήριο, ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά στην κεντρική μας μαύρη τρύπα. Εκτείνεται σε διάμετρο περίπου 40 δευτερολέπτων και ζυγίζει περίπου τέσσερα εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε, αυτό θα πρέπει να παράγει εντατικές βαρυτικές παλίρροιες - αυτές που πρέπει να πιπιλίζουν το περιβάλλον. Πώς είναι λοιπόν οι αστρονόμοι να έχουν αποκαλύψει ομάδες νέων, φωτεινών αστεριών πιο κοντά από 3 έτη φωτός από τον ορίζοντα του συμβάντος; Φυσικά, θα μπορούσαν να ξεπεράσουν, αλλά τα δεδομένα δείχνουν ότι αυτά τα αστέρια φαίνεται να έχουν σχηματιστεί εκεί. Αυτό είναι αρκετά επίτευγμα, δεδομένου ότι θα απαιτούσε ένα μοριακό σύννεφο 10.000 φορές πιο πυκνό από αυτό που βρίσκεται στο γαλαξιακό μας κέντρο! Δεν θα έπρεπε να υπάρχουν και παλιά αστέρια εκεί; Η απάντηση είναι ναι, πρέπει να υπάρχει… αλλά υπάρχουν πολύ λιγότερα από όσα μπορούμε να παρατηρήσουμε και τι προβλέπουν τα τρέχοντα θεωρητικά μοντέλα.
Ο Χόλεϊ-Μπόκελμαν δεν επρόκειτο να αφήσει το πρόβλημα να ξεκουραστεί. Όταν επέστρεψε στο σπίτι, στρατολόγησε τη βοήθεια του μεταπτυχιακού φοιτητή Vanderbilt Meagan Lang για να βοηθήσει στην επίλυση του γρίφου. Στη συνέχεια, στρατολόγησαν τον Pau Amaro-Seoane από το Ινστιτούτο Max Planck για τη Βαρυτική Φυσική στη Γερμανία, τον Alberto Sesana από το Institut de Ciències de l'Espai στην Ισπανία και τον βοηθό του ερευνητή Vanderbilt Manodeep Sinha για βοήθεια. Με τόσα πολλά έξυπνα μυαλά για να βοηθήσουν στην επίλυση αυτού του γρίφου, σύντομα έφτασαν σε μια εύλογη εξήγηση - μια που ταιριάζει με τις παρατηρήσεις και επιτρέπει δοκιμαστικές προβλέψεις.
Σύμφωνα με τη θεωρία τους, ένας γαλαξίας του Γαλαξία άρχισε να μεταναστεύει στον πυρήνα μας. Καθώς συγχωνεύτηκε με τον γαλαξία μας, η μάζα του διαλύθηκε, αφήνοντας μόνο τη μαύρη τρύπα και μια μικρή συλλογή βαρυτικών αστεριών. Μετά από αρκετά εκατομμύρια χρόνια, αυτό το «εναπομείναν» έφτασε τελικά στο γαλαξιακό κέντρο και οι μαύρες τρύπες άρχισαν να συγχωνεύονται. Καθώς η μικρότερη μαύρη τρύπα στροβιλίστηκε γύρω από τη μεγαλύτερη, οργώθηκε τεράστια αυλάκια αερίου και σκόνης, ωθώντας την στη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα και δημιούργησε τις φυσαλίδες Fermi. Οι μονομαχικές βαρυτικές δυνάμεις δεν ήταν ήπιες… αυτές οι έντονες παλίρροιες ήταν αρκετά ικανές να συμπιέσουν τα μοριακά σύννεφα που περιβάλλουν τον πυρήνα στην πυκνότητα που απαιτείται για την παραγωγή φρέσκων, νέων αστεριών. Ίσως τα πολύ νεαρά αστέρια που παρατηρούμε τώρα στο γαλαξιακό κέντρο;
Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα στην εικόνα παρά συναντά το μάτι. Αυτό το ίδιο όργωμα του κοσμικού χλοοτάπητα θα είχε επίσης σπρώξει τα υπάρχοντα παλαιότερα αστέρια από την περιοχή της τεράστιας κεντρικής μαύρης τρύπας. Είναι μια σκηνή που ταιριάζει με τα τρέχοντα μοντέλα όπου μια συγχώνευση μαύρης τρύπας πετάει αστέρια στον γαλαξία με υπερβολικές ταχύτητες… μια σκηνή που ταιριάζει στην παρατήρηση της έλλειψης παλαιών αστεριών στα όρια της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας μας.
«Η βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας του δορυφορικού γαλαξία θα μπορούσε να είχε χάσει σχεδόν 1.000 αστέρια από το γαλαξιακό κέντρο», δήλωσε ο Μπογκντάνοβιτς. «Αυτά τα αστέρια θα πρέπει να αγωνίζονται στο διάστημα, περίπου 10.000 έτη φωτός μακριά από τις αρχικές τους τροχιές».
Μπορεί να αποδειχθεί οποιοδήποτε από αυτά; Η απάντηση είναι ναι. Χάρη σε έρευνες μεγάλης κλίμακας όπως το Sloan Digital Sky Survey, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε τα αστέρια που κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τα αστέρια που δεν έχουν υποστεί παρόμοια αλληλεπίδραση. Εάν οι αστρονόμοι όπως ο Holley-Bockelmann και ο Bogdanovic εξετάσουν τα σκληρά στοιχεία, είναι πιθανό να ανακαλύψουν έναν αξιόπιστο αριθμό αστεριών υψηλής ταχύτητας που θα επικυρώσουν το μοντέλο συγχώνευσης Milky Way.
Ή απλώς φυσούν φυσαλίδες;
