Επιστήμονες ανακάλυψαν πώς οι πίδακες που εκτοξεύονται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορούν να καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο «πεθαίνουν» οι γαλαξίες που τις φιλοξενούν. Η έρευνα δίνει απάντηση σε ένα μακροχρόνιο ερώτημα: γιατί διακόπτεται κάποια στιγμή η παραγωγή άστρων στους γαλαξίες;
Οι μεγάλοι γαλαξίες περιβάλλονται από τεράστια «κουκούλια» αερίου και σκόνης, τα οποία ονομάζονται περιγαλαξιακό μέσο. Αυτό το υλικό αποτελεί την πρώτη ύλη για τη δημιουργία άστρων. Κατά τις έντονες περιόδους σχηματισμού άστρων το αέριο αυτό εισέρχεται στους γαλαξίες και τροφοδοτεί τη διαδικασία. Κάποια στιγμή όμως κάτι εμποδίζει το υλικό να ψυχθεί, να συσσωρευτεί και να δημιουργήσει νέα άστρα — ή ακόμη και να εισέλθει στους γαλαξίες εξαρχής — με αποτέλεσμα ουσιαστικά να τους «νεκρώνει».
Η συγκεκριμένη έρευνα υποδεικνύει ότι όταν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες τροφοδοτούνται εκτοξεύουν ισχυρούς πίδακες πλάσματος από την περιοχή γύρω τους. Οι πίδακες αυτοί φτάνουν πολύ πέρα από το κέντρο των γαλαξιών όπου βρίσκονται αυτοί οι κοσμικοί γίγαντες αλλά και πέρα από τα εξωτερικά όρια των γαλαξιών διαταράσσοντας έτσι το αέριο που τους περιβάλλει. Αυτό έχει σημαντική επίδραση στον τρόπο με τον οποίο οι γαλαξίες σχηματίζουν άστρα και, κατά συνέπεια, στον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται και εξελίσσονται.
«Πρόκειται για ένα πρωτοποριακό αποτέλεσμα που λύνει το μακροχρόνιο μυστήριο σχετικά με το πώς οι μαύρες τρύπες επηρεάζουν τους γαλαξίες, τα άστρα τους και τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Η εργασία αυτή ανοίγει έναν νέο δρόμο για να διερευνήσουμε περαιτέρω τις λεπτομέρειες της σύνδεσης ανάμεσα στις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται τρισεκατομμύρια χλμ. μακριά μας και στον τρόπο με τον οποίο φτάσαμε εμείς να υπάρχουμε εδώ» λέει η Σαντσαγίτα Μπορθακούρ από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα εκ των επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Οι μαύρες τρύπες
Εντάξει οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν μπορούν ακριβώς να χαρακτηριστούν «μικρές» καθώς συγκεντρώνουν μάζα εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου σε μια περιοχή περίπου στο μέγεθος του Ηλιακού Συστήματος. Σε σύγκριση όμως με τους γαλαξίες οι οποίοι μπορούν να φιλοξενούν έως και 100 δισεκατομμύρια αστρικά συστήματα παρόμοιας κλίμακας ακόμη και αυτοί οι κοσμικοί γίγαντες είναι σχετικά μικροί.
Παρόλο που οι μαύρες τρύπες που τροφοδοτούνται μπορούν να διοχετεύουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας στο κοσμικό τους περιβάλλον μέσω πιδάκων και ακτινοβολίας, η επίδρασή τους εξακολουθεί να προκαλεί απορίες στους επιστήμονες. «Το εκπληκτικό ερώτημα είναι: Πώς μπορεί κάτι τόσο μικρό να επηρεάζει ενεργειακά κάτι τόσο τεράστιο;» δήλωσε η Ναμράτα Ρόι επίσης επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας από το Raman Research Institute.
Οι ερευνητές επικέντρωσαν την έρευνά τους σε ενεργές μαύρες τρύπες δηλαδή μαύρες τρύπες που τροφοδοτούνται με ύλη. Χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις εκατοντάδων γαλαξιών με ενεργούς πίδακες οι οποίες συλλέχθηκαν από την έρευνα Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), καθώς και μετρήσεις ραδιοπιδάκων από την LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS).
Εντόπισαν σημεία κατά μήκος των πιδάκων όπου το ιονισμένο αέριο λάμπει έντονα. Αυτό σημαίνει ότι το πλάσμα προσκρούει σε συσσωματώματα του περιβάλλοντος αερίου και τα διαπερνά μεταφέροντας τους ενέργεια. Αυτό δείχνει ότι οι πίδακες των μαύρων τρυπών δεν επηρεάζουν το αέριο γύρω από τους γαλαξίες με ομοιόμορφο τρόπο αλλά επιδρούν περισσότερο σε συγκεκριμένες περιοχές.
Η μεγαλύτερη επίδραση παρατηρήθηκε κοντά στα εξωτερικά όρια των γαλαξιών εκεί όπου οι πίδακες πλάσματος προσκρούουν για πρώτη φορά στο περιγαλαξιακό μέσο καθώς και στην εξωτερική άκρη του ίδιου του περιγαλαξιακού μέσου. Η τελευταία αυτή περιοχή είναι εκεί όπου οι πίδακες απελευθερώνουν τη μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας.
Τα ευρήματα της ομάδας αποκαλύπτουν σαφή «αποτυπώματα» της επίδρασης των πιδάκων των μαύρων τρυπών, οι οποίοι διαταράσσουν το υλικό που θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί για τον σχηματισμό άστρων, ακόμη και σε ολόκληρο το περιγαλαξιακό μέσο. Αυτό είναι καθοριστικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σταματά ο σχηματισμός άστρων και «νεκρώνουν» οι γαλαξίες.
«Αυτό που με ενθουσιάζει περισσότερο είναι η κλίμακα αυτής της σύνδεσης. Μια μαύρη τρύπα είναι απίστευτα μικρή σε σύγκριση με έναν γαλαξία όμως η επίδρασή της μπορεί να φτάσει σε απόσταση εκατοντάδων χιλιάδων ετών φωτός, βαθιά μέχρι τις εξωτερικές περιοχές του γαλαξία. Ο πίδακας μεταφέρει την ενέργεια προς τα έξω και το αέριο φωτίζεται κατά μήκος της διαδρομής του» λέει η Ρόι.
Τα ευρήματα προσφέρουν επίσης στους επιστήμονες έναν νέο τρόπο για να μελετούν και να μετρούν την επίδραση των πιδάκων των μαύρων τρυπών στους γαλαξίες.
