Τεράστιες μαύρες τρύπες αρπάζουν τους γειτονικούς τους γαλαξίες

Πηγή: Space.com, 10 Αυγούστου 2007

Αστρονόμοι έχουν βρει τις πρώτες άμεσες αποδείξεις ότι μερικά κβάζαρ τροφοδοτούν τις τρομακτικές εκπομπές της ενέργειας τους, με αέριο από εξωτερικές πηγές, πιθανώς από γειτονικούς γαλαξίες.

Οι Hai Fu και Alan Stockton του πανεπιστημίου της Χαβάης, με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, παρατήρησαν ότι η χημεία των στοιχείων της δίνης του αερίου είναι υπεύθυνη για τη φωτεινότητα ενός κβάζαρ (που είναι τρισεκατομμύρια φορές με αυτή του ήλιου μας). Αυτό δείχνει ότι το αέριο προέρχεται όχι από τον μεγάλο γαλαξία που περιέχει το κβάζαρ, αλλά από έναν κοντινό μικρότερο γαλαξία στο στάδιο της συγχώνευσης του με τον μεγάλο γαλαξία.

Αριστερή εικόνα: Ένας γαλαξίας πλούσιος σε αέριο συγκρούεται με έναν γιγάντιο γαλαξία, παράγοντας ένα κβάζαρ.

Δεξιά εικόνα: Μια καλλιτεχνική εικόνα της καρδιάς ενός κβάζαρ, μια μεγάλη μαύρη τρύπα που απορροφά αέριο μέσα σε μια δίνη. Οι αστρονόμοι της Χαβάης διαπίστωσαν ότι τα κβάζαρ λάμπουν επειδή ένας γιγάντιος γαλαξίας με μια μεγάλη μαύρη τρύπα συγκρούεται με έναν γαλαξία πλούσιο σε αέριο που τρέφει τη μαύρη τρύπα.

Τα κβάζαρ, που ανακαλύφθηκαν το 1961, αποτελούνται από υπερβαρέες μαύρες τρύπες που η κάθε μία περιβάλλεται από μια στροβιλιζόμενη δίνη αερίου. Το αέριο περιστρέφεται με ολοένα αυξανόμενη ταχύτητα καθώς πέφτει προς τη μαύρη τρύπα και δέχεται ολοένα και μεγαλύτερη την έλξη της βαρύτητας. Η περιστροφή αυτή του αερίου αναγκάζει τη θερμοκρασία της δίνης του αερίου να ανέβει έως ότου λάμψει εκατοντάδες φορές λαμπρότερα από τον γαλαξία στον οποίο κατοικεί.

Τα κβάζαρ αρχικά τράβηξαν την προσοχή των αστρονόμων για την περίεργη παραγωγή των ραδιοκυμάτων τους, τα οποία στο χρόνο θεωρήθηκαν να συνοδεύσουν μόνο ορισμένους γαλαξίες και κατάλοιπα σουπερνοβών. Τα ραδιοκύματα αυτά έπεισαν τους επιστήμονες ότι αυτά τα αντικείμενα δεν ήταν άστρα, όπως αρχικά είχαν θεωρηθεί, αλλά μάλλον ισχυρές εκπομπές από εξαιρετικά απόμακρους γαλαξίες.

Κάποιο από το φως που εκπέμπεται από τα παλαιότερα κβάζαρ έχουν αφετηρία τις πρώτες πρώτες ημέρες του Κόσμου. Η έρευνα στα κβάζαρ έχει βοηθήσει επίσης τους αστρονόμους να αναπτύξουν μια εικόνα του σχηματισμού των γαλαξιών, ένα δισεκατομμύριο έτη μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη.

Αν και η μηχανική των κβάζαρ είχε παρατηρηθεί έμμεσα, οι Fu και Stockton επιδίωξαν να ανακαλύψουν τη φύση του αερίου που τροφοδοτεί με καύσιμα αυτούς τους 'πεινασμένους' τιτάνες.

Ο μεταπτυχιακός σπουδαστής Fu παρατήρησε ότι ανάμεσα σε ορισμένα κβάζαρ, εκείνα που είχαν μια εκτεταμένη περιοχή από εκπομπές αερίου - τόσο μεγάλων όσο και ο ίδιος ο γαλαξίας, το αέριο κοντά στη μαύρη τρύπα ήταν περιείχε κατ' ασυνήθιστο τρόπο λίγα βαριά στοιχεία και αποτελείτο σχεδόν όλο από υδρογόνο και ήλιο.

Και οι δύο ερευνητές συμφώνησαν ότι τα κβάζαρ με εκτεταμένες περιοχές εκπομπών δεν είχαν πολλά βαρέα στοιχεία, ενώ εκείνα χωρίς εκτεταμένες εκπομπές είχαν τη συνηθισμένη αφθονία βαρέων στοιχείων.

Κατανάλωση από το πιάτο του γείτονα

Οι παρατηρήσεις τους υπονοούσαν ότι τα κβάζαρ με εκτεταμένες εκπομπές επέλεγαν την τροφή τους από το πιάτο του γείτονά τους. "Είμαστε αρκετά βέβαιοι ότι το αέριο στην εσωτερική περιοχή δεν είναι από αυτόν τον μεγάλο γαλαξία", λέει ο Stockton. "Προερχόταν από μια εξωτερική πηγή, ένα μεσαίου μεγέθους γαλαξία  που συγχωνευόταν με το μεγάλο".

Τα συμπεράσματά τους δεν ρίχνουν φως στις συνήθειες της κατανάλωσης όλων των κβάζαρ. Μόνο αυτά με εκτεταμένες περιοχές εκπομπών, που συμβαίνουν επίσης να είναι ισχυρές ραδιοπηγές, παρουσιάζουν αυτό το φαινόμενο.

"Νομίζουμε ότι όταν ανάβει η ραδιοπηγή, στέλνει ένα βίαιο κύμα προς τα έξω που απομακρύνει πολύ αέριο, που περιλαμβάνει τα βαριά στοιχεία,  ανοίγοντας δρόμο για να πέσει ύλη από τον γαλαξία που συγκρούεται με το άφθονο αέριο.

Η νέα έρευνα, που δημοσιεύεται στο τεύχος του Αστροφυσικού Περιοδικού, θα βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν τις θεωρίες για έναν νεώτερο σύμπαν. Οι εκπομπές που παρατηρούνται από τους Fu και Stockton είναι κατά μέσο όρο 3 δισεκατομμυρίων ετών, το ένα τέταρτο περίπου της ηλικίας του σύμπαντος.