Μεγάλες μαύρες τρύπες που βρέθηκαν στους μικρότερους γαλαξίες
Ακόμη και οι μικροί γαλαξίες έχουν τεράστιες μαύρες τρύπες. Αυτό είναι το συμπέρασμα από μια νέα μελέτη για τους λεγόμενους νάνους γαλαξίες - γαλαξίες που είναι τόσο μικροί και αμυδρά που οι αστρονόμοι γνωρίζουν μόνο για αυτούς που βρίσκονται σε σχετικά κοντινή απόσταση. Επιπλέον, αυτές οι μαύρες τρύπες είναι κάπως εκρηκτικές — κινητήρες που τροφοδοτούν ισχυρούς πίδακες αερίου και ακτινοβολίας που καταπνίγουν την ανάπτυξη των γαλαξιών.
«Αυτό είναι ένα από αυτά τα πράγματα που ελπίζετε να βρείτε και ήρθε με βροντή», είπε η Gabriela Canalizo, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ρίβερσαϊντ, η οποία ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας. Αυτή και οι συνάδελφοί της βρήκαν νάνους γαλαξίες με μαύρες τρύπες που παρέχουν ενεργειακή ανάδραση ισχυρότερη ακόμη και από ό,τι περίμεναν. Η έρευνα έχει υποβληθεί στο The Astrophysical Journal.
Οι αστροφυσικοί από καιρό πίστευαν ότι οι μεγαλύτεροι γαλαξίες (όπως ο δικός μας Γαλαξίας) είχαν το μονοπώλιο στις ενεργές μαύρες τρύπες μαμούθ, οι οποίες συχνά κρύβονται στο κέντρο του γαλαξία. Οι αστρονόμοι τα βρίσκουν είτε εντοπίζοντας τις σκληρές στροφές που γίνονται από κοντινά αστέρια είτε πιάνοντας τη λάμψη που εμφανίζεται όταν πέφτουν αέρια και αστέρια, δημιουργώντας έναν «ενεργό γαλαξιακό πυρήνα» που εκπέμπει ακτινοβολία.
Αλλά η αχνότητα και το μικρό μέγεθος των νάνων γαλαξιών κάνει τις μαύρες τρύπες τους εξαιρετικά δύσκολο να εντοπιστούν. Ενώ ο Γαλαξίας περιλαμβάνει μερικές εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια, οι νάνοι συνήθως φιλοξενούν μόνο εκατομμύρια. Επειδή έχουν λίγα αστέρια για να παρακολουθήσουν οι αστρονόμοι και λίγο αέριο και σκόνη για να τροφοδοτήσουν ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, υποτέθηκε ότι τυχόν μαύρες τρύπες σε νάνους γαλαξίες θα ανταποκρίνονταν στο όνομά τους και θα ήταν πολύ σκοτεινές για να τις βρουν. «Πιστεύουμε ότι αυτά τα πράγματα υπάρχουν», εν μέρει επειδή τα προβλέπουν ορισμένες προσομοιώσεις υπολογιστή, είπε η Τζίλιαν Μπελοβάρι, αστροφυσικός στο Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας. "Αλλά είναι αόρατα."
Οχι πια. Οι ερευνητές ξεκίνησαν την αναζήτησή τους χτενίζοντας το Sloan Digital Sky Survey, το οποίο είναι ουσιαστικά ένας τεράστιος χάρτης του βόρειου νυχτερινού ουρανού που συλλέγεται κατά τη διάρκεια πολλών ετών παρατήρησης. Διάλεξαν 29 σχετικά κοντινούς νάνους γαλαξίες χρησιμοποιώντας δύο κριτήρια. Πρώτον, αναζήτησαν ακτινοβολία σε ορισμένα οπτικά και υπέρυθρα μήκη κύματος που δεν θα μπορούσαν να προέρχονται μόνο από αστέρια - πιθανά σημάδια ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα. Δεύτερον, διάλεξαν γαλαξίες σε σχήμα δίσκου που είχαν τις άκρες τους σαν πιατάκια στραμμένες προς εμάς. Είναι πιο εύκολο να μελετήσουμε την κίνηση των αερίων σε αυτούς τους γαλαξίες παρά σε γαλαξίες που φαίνονται από την επίπεδη πλευρά.
Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν το γιγάντιο τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη για περαιτέρω παρατηρήσεις. Έχοντας μια πιο προσεκτική ματιά στους 29 υποψήφιους γαλαξίες, βρήκαν 13 που έδειξαν ενδείξεις ότι ιόντα οξυγόνου έλειπαν δύο ηλεκτρόνια - ένα ενδεικτικό σήμα ενός ενεργού γαλαξιακού πυρήνα. Προσδιόρισαν επίσης ότι το αέριο σε αυτούς τους 13 γαλαξίες έρεε με ταχύτητες έως και 1.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο — αρκετά γρήγορα ώστε τουλάχιστον κάποιο αέριο να ξεπεράσει τη βαρυτική έλξη του γαλαξία και να εκραγεί στο διαγαλαξιακό διάστημα.
Τέτοιες ισχυρές ροές αερίων αλλάζουν όσα γνωρίζουμε για την ανάπτυξη αυτών των γαλαξιών. Οι γαλαξίες αναπτύσσονται καθώς συστάδες αερίων καταρρέουν και σχηματίζουν νέα αστέρια. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, άλλα αστέρια πεθαίνουν σε εκρήξεις σουπερνόβα, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν τη διαδικασία σχηματισμού άστρων και να εκτοξεύσουν αέριο από τον γαλαξία.
«Πιστεύαμε ότι αυτό που ρύθμιζε την ανάπτυξη των νάνων γαλαξιών ήταν οι εκρήξεις σουπερνόβα», δήλωσε ο Mar Mezcua, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Διαστημικών Επιστημών στη Βαρκελώνη. Αλλά αυτές οι ογκώδεις μαύρες τρύπες, με τη μορφή ενεργών γαλαξιακών πυρήνων, είναι πολύ πιο ισχυροί διαταράκτες της ανάπτυξης. «Θα μπορούσε να συμβαίνει σαν πιο μαζικοί γαλαξίες», όπου η ανάπτυξη κυριαρχείται από τεράστιες κεντρικές μαύρες τρύπες και ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, είπε.
Η έρευνα επηρεάζει επίσης την τυπική άποψη για το πώς δημιουργήθηκαν οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες στο σύμπαν. Πολλοί αστροφυσικοί, συμπεριλαμβανομένου του Bellovary, πιστεύουν ότι τέτοιες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μεγαλώνουν όταν ολόκληροι γαλαξίες συντρίβονται μεταξύ τους, οδηγώντας τις κεντρικές τους μαύρες τρύπες να συγκρουστούν και να σχηματίσουν μεγαλύτερες. Εάν οι νάνοι γαλαξίες φιλοξενούν μεγάλες μαύρες τρύπες, οι συγκρούσεις μεταξύ αυτών των μικρότερων γαλαξιών μπορεί τελικά να οδηγήσουν σε μαύρες τρύπες της υπερμεγέθους ποικιλίας, η οποία μπορεί να έχει μάζα δισεκατομμυρίων Ήλιων.
Οι δοκιμές αυτής της ιδέας ίσως χρειαστεί να περιμένουν τη διαστημική κεραία συμβολόμετρου λέιζερ της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας ή LISA. Έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση των βαρυτικών κυμάτων που προέρχονται από τις κρούσεις μικρότερων μαύρων οπών, όπως αυτές που είναι τώρα γνωστό ότι κατοικούν σε νάνους γαλαξίες. Η προγραμματισμένη κυκλοφορία του είναι ακόμα 15 χρόνια μακριά.
Αυτό το άρθρο ανατυπώθηκε στα ισπανικά στη διεύθυνση Investigacionyciencia.es .
