Τα νέφη αερίου σε έναν απομακρυσμένο γαλαξία ωθούνται όλο και πιο γρήγορα – με πάνω από 10.000 μίλια ανά δευτερόλεπτο – τα οποία φεύγουν έξω από αυτόν, και αυτό οφείλεται στις εκρήξεις ακτινοβολίας από τη γιγαντιαία μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία. Είναι μια ανακάλυψη που βοηθάει να φωτιστεί ο τρόπος με τον οποίο οι ενεργές μαύρες τρύπες μπορούν συνεχώς να διαμορφώνουν τους γαλαξίες τους, είτε ενισχύοντας είτε αναστέλλοντας την ανάπτυξη νέων αστέρων.
Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής την καθηγήτρια αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον, Κάθριν Γκρίερ, και τον πρόσφατο απόφοιτο Ρόμπερτ Γουίτλεϊ ανακάλυψαν το επιταχυνόμενο αέριο χρησιμοποιώντας δεδομένα πολλών ετών που συλλέχθηκαν από έναν κβάζαρ, έναν ιδιαίτερα φωτεινό και ταραχώδη τύπο μαύρης τρύπας, δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Boötes. Παρουσίασαν τα ευρήματά τους σήμερα στην 244η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Μάντισον.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι μαύρες τρύπες βρίσκονται στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών. Οι κβάζαρ είναι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που περιβάλλονται από δίσκους ύλης που έλκονται από την τεράστια βαρυτική δύναμη της μαύρης τρύπας.
«Η ύλη σε αυτόν τον δίσκο πέφτει συνεχώς στη μαύρη τρύπα και η τριβή αυτής της έλξης θερμαίνει τον δίσκο και τον κάνει πολύ καυτό και πολύ, πολύ φωτεινό», λέει η Γκρίερ. «Αυτοί οι κβάζαρ είναι πραγματικά λαμπεροί, και επειδή υπάρχει ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών από το εσωτερικό έως τα απομακρυσμένα μέρη του δίσκου, η εκπομπή τους καλύπτει σχεδόν όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα».
Το λαμπερό τους φως κάνει τους κβάζαρ ορατούς ακόμη και αν βρίσκονται πολύ μακριά (έως και 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός), σχεδόν όσο και η ηλικία του σύμπαντος, ενώ το ευρύ φάσμα της ακτινοβολίας τους τους καθιστά ιδιαίτερα χρήσιμους για τους αστρονόμους στην μελέτη του πρώιμου σύμπαντος.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από παρατηρήσεις του κβάζαρ SBS 1408+544 για πάνω από οκτώ χρόνια, τα οποία συλλέχθηκαν από ένα πρόγραμμα της Sloan Digital Sky Survey που τώρα είναι γνωστό ως Black Hole Mapper Reverberation Mapping Project.
Παρακολούθησαν ανέμους που αποτελούνταν από αεριοειδές άνθρακα εντοπίζοντας φως από τον κβάζαρ που έλειπε – όπως και το φως που απορροφούνταν από το αέριο. Αλλά αντί να απορροφάται ακριβώς στο σωστό σημείο του φάσματος που θα υποδείκνυε άνθρακα, η “σκιά” μετατοπιζόταν όλο και πιο μακριά με κάθε νέα παρατήρηση του SBS 1408+544.
“Αυτή η μετατόπιση μας λέει ότι το αέριο κινείται γρήγορα, και όλο και πιο γρήγορα συνεχώς”, λέει ο Γουίτλεϊ. “Ο άνεμος επιταχύνεται επειδή ωθείται από την ακτινοβολία που εκπέμπεται τον δίσκο που συσσωρεύει την ύλη.”
Οι επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένης της Γκρίερ, είχαν υποστηρίξει στο παρελθόν ότι είχαν παρατηρήσει επιταχυνόμενους ανέμους από δίσκους συσσώρευσης μαύρων τρυπών στο παρελθόν, αλλά αυτό δεν είχε ακόμη υποστηριχθεί από πολλά δεδομένα, μόνο από μερικές παρατηρήσεις. Τα νέα αποτελέσματα προέκυψαν από περίπου 130 παρατηρήσεις του SBS 1408+544 που πραγματοποιήθηκαν σε σχεδόν μια δεκαετία, γεγονός που επέτρεψε στην ομάδα να προσδιορίσει με μεγάλη σιγουριά την αύξηση της ταχύτητας.
Οι άνεμοι που ωθούν το αέριο μακριά από τον κβάζαρ ενδιαφέρουν τους αστρονόμους επειδή αποτελούν έναν τρόπο με τον οποίο οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να επηρεάσουν την εξέλιξη των γαλαξιών που τις περιβάλλουν.
“Αν είναι αρκετά ενεργητικοί, οι άνεμοι μπορεί να διανύσουν όλη την διαδρομή μέχρι τον γαλαξία υποδοχής, όπου θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο”, λέει ο Γουίτλεϊ.
Ανάλογα με τις συνθήκες, οι άνεμοι ενός κβάζαρ θα μπορούσαν να ασκήσουν πίεση που θα συμπιέσει το αέριο και θα επιταχύνει τη γέννηση ενός νέου αστέρα στον γαλαξία υποδοχής του. Ή θα μπορούσαν να απομακρύνουν αυτό το καύσιμο και να εμποδίσουν ένα πιθανό αστέρι να σχηματιστεί.
“Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι τεράστιες, αλλά είναι πραγματικά πολύ μικρές σε σύγκριση με τους γαλαξίες τους”, λέει η Γκρίερ. “Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να ‘συνεννοηθούν’ μεταξύ τους, και αυτός είναι ένας τρόπος επικοινωνίας που πρέπει να λάβουμε υπόψη όταν μοντελοποιούμε τις επιδράσεις αυτού του είδους των μαύρων τρυπών.”
Η μελέτη του SBS 1408+544, δημοσιεύτηκε σήμερα στο The Astrophysical Journal.
