Η ανακάλυψη μιας υπερμαζικής μαύρης τρύπας που εκτοξεύει αστροφυσικούς πίδακες στο διάστημα έχει δημιουργήσει τη μεγαλύτερη δομική κατασκευή γαλαξιακής προέλευσης που έχουμε δει μέχρι σήμερα. Η νέα αυτή δομή ονομάζεται Porphyrion, προς τιμήν του βασιλιά των γιγάντων στην ελληνική μυθολογία, και εκτείνεται σε 7 megaparsecs από άκρη σε άκρη, δηλαδή περίπου 23 εκατομμύρια έτη φωτός. Αυτό την καθιστά σημαντικό κομμάτι του κοσμικού ιστού που συνδέει το Σύμπαν.
«Η Porphyrion δείχνει ότι τα μικρά και τα μεγάλα πράγματα στο Σύμπαν είναι στενά συνδεδεμένα. Βλέπουμε μία μόνο μαύρη τρύπα που δημιουργεί μια δομή κλίμακας παρόμοια με τις κοσμικές ίνες και τα κενά. Αν μειώναμε τους πίδακες στο μέγεθος της Γης και τη μαύρη τρύπα αναλόγως, η μαύρη τρύπα θα είχε το μέγεθος 0.2 χιλιοστών, το μέγεθος μιας αμοιβάδας ή ενός ακάρεως στο δέρμα. Οι γιγάντιοι αυτοί πίδακες είναι εκπληκτικοί, είναι σαν μια μόνο αμοιβάδα να μπορούσε να δημιουργήσει μια ισχυρή πηγή ενέργειας στο μέγεθος ολόκληρης της Γης!», δήλωσε ο αστρονόμος Martijn Oei από το Πανεπιστήμιο Leiden και το Caltech.
Η ανακάλυψη είναι εξαιρετική και προκαλεί πολλές ερωτήσεις – καθώς δεν είναι μια μοναδικότητα. Ακολουθεί την ανακάλυψη του Alcyoneus, ενός γαλαξία με πίδακες που εκτείνονται σε 16 εκατομμύρια έτη φωτός. Αυτό σημαίνει ότι τα συστατικά για την παραγωγή «αδύνατων» πίδακων από μαύρες τρύπες – τόσο μεγάλων που πιστεύαμε ότι δεν θα μπορούσαν να υπάρχουν – μπορεί στην πραγματικότητα να είναι αρκετά συνηθισμένα στο Σύμπαν.
Οι αστροφυσικοί πίδακες που δημιουργούνται από μαύρες τρύπες έχουν μηχανισμούς σχηματισμού που δεν κατανοούμε πλήρως. Όταν μια μαύρη τρύπα τρέφεται, μέρος του υλικού από τον εσωτερικό δίσκο γύρω της εκτρέπεται και επιταχύνεται κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών προς τους πόλους, εκτοξεύοντας ισχυρούς πίδακες πλάσματος και μαγνητικού πεδίου με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αυτοί οι πίδακες υπάρχουν παντού στο Σύμπαν. Οι υπερμαζικές μαύρες τρύπες περνούν από περιόδους τροφής και ανάπτυξης, και οι πίδακες είναι μια φυσική συνέπεια. Ωστόσο, οι πίδακες των Alcyoneus και του Porphyrion παρουσιάζουν αρκετές προκλήσεις.
Η πρώτη πρόκληση είναι ότι, για να δημιουργηθούν τέτοιοι τεράστιοι πίδακες, η μαύρη τρύπα πρέπει να τρέφεται συνεχώς – κάτι που συνεπάγεται μια τεράστια δεξαμενή υλικού – για περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, κάτι που δεν είναι τυπικό, αν και δεν είναι αδύνατο, δεδομένων των αποτελεσμάτων που βλέπουμε. Η άλλη πρόκληση είναι το μήκος των πίδακων. Παρατηρούμε τη Porphyrion 7.5 δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο παρελθόν, μια εποχή όταν το διάστημα μεταξύ των γαλαξιών ήταν πιο πυκνό από ότι σήμερα. Και όσο μεγαλώνει ένας πίδακας, τόσο πιο ασταθής γίνεται. Μόλις εισαχθεί μια αστάθεια, ο πίδακας θα πρέπει να καταρρεύσει.
«Η θεωρητική εργασία και οι αριθμητικές προσομοιώσεις της φυσικής των πίδακων δείχνουν ότι οι πίδακες είναι ασταθή συστήματα: μόλις διαταραχθούν, οι διαταραχές τείνουν να αυξάνονται και όχι να μειώνονται. Τελικά, οι πίδακες καταστρέφονται. Έτσι, οι (μαγνητο)υδροδυναμικές αστάθειες μαζί με τον περιορισμένο χρόνο τροφοδοσίας των πίδακων – αν και μπορεί να επεκταθεί σε δισεκατομμύρια χρόνια! – θέτουν ένα ανώτατο όριο στην ανάπτυξη των πίδακων, αν και δεν είμαστε σίγουροι πού βρίσκεται αυτό το όριο.», είπε ο Oei.
Το πώς οι πίδακες των Alcyoneus και Porphyrion παρέμειναν σταθεροί σε τέτοιες τεράστιες αποστάσεις είναι ένα μυστήριο. Ωστόσο, θα μπορούσαν να μας δίνουν κάποιες ενδείξεις για τη δομή του Σύμπαντος. Στον κοσμικό ιστό – ένα τεράστιο σύστημα ινών, που αποτελείται από σκοτεινή ύλη που συγκρατεί γαλαξίες – οι πίδακες της Porphyrion μπορεί να παίζουν ρόλο στη διαμόρφωση της. Θα μπορούσαν, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, να είναι υπεύθυνοι για τις υψηλές θερμοκρασίες που ανιχνεύονται σε κενά και τις δομές μαγνητικού πεδίου που βρίσκονται εκεί.
Αυτό είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον, καθώς η μαύρη τρύπα ανήκει σε μια κατηγορία που συναντάται αρκετά συχνά στο πρώιμο Σύμπαν – μια ακτινοβολούσα μαύρη τρύπα που παράγει πολύ ακτινοβολία. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι υπήρχαν πολλές γιγάντιες τρύπες στο πρώιμο Σύμπαν που διαμόρφωσαν τον κοσμικό ιστό. Αργότερα, η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι το Σύμπαν μπορεί να είναι γεμάτο με τέτοιους γαλαξίες. «Νομίζω ότι οι γαλαξίες με γιγάντιους πίδακες είναι πιο συχνοί απ’ ότι συνειδητοποιούμε», δήλωσε ο Oei.
«Αυτό συμβαίνει γιατί τα γιγάντια συστήματα πίδακων γίνονται πιο δύσκολα να παρατηρηθούν όσο μεγαλώνουν. Είναι επίσης πιο δύσκολα να παρατηρηθούν στο πιο απομακρυσμένο Σύμπαν. Έτσι, ο αριθμός των γιγάντιων πίδακων που έχουν ανιχνευθεί μέχρι στιγμής περιορίζεται από τις ικανότητες των οργάνων μας. Μόλις βελτιωθούν τα όργανα τα επόμενα χρόνια, περιμένω να βρούμε πολλούς περισσότερους γαλαξίες με γιγάντιους πίδακες.», συμπλήρωσε.
Η έρευνα της ομάδας έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature.
Πηγή: Techmaniacs
