Αποκρυπτογραφήθηκε ο μηχανισμός… πέψης των μαύρων τρυπών

Ερευνητική ομάδα υποστηρίζει ότι έλυσε το μυστήριο σχετικά με το πότε οι μαύρες τρύπες «ρεύονται» δηλαδή πότε τα πιο μυστηριώδη σώματα του Σύμπαντος εκτοξεύουν πίδακες ύλης αφού έχουν τραφεί με άστρα εκτοξεύοντας κοσμική ύλη και ενέργεια σε τεράστιες αποστάσεις στο Διάστημα.

Οι μαύρες τρύπες είναι αντικείμενα τόσο πυκνά και συμπαγή ώστε πέρα από ένα ορισμένο σημείο, η βαρύτητά τους είναι τόσο ισχυρή που ούτε το φως ούτε η ύλη μπορούν να διαφύγουν. Αυτό το σημείο χωρίς επιστροφή είναι γνωστό ως ορίζοντας γεγονότων το σημείο από το οποίο για να ξεφύγει κάτι θα έπρεπε να κινηθεί ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός.

Παρά τη φήμη τους ως κοσμικών «καταβοθρών», οι μαύρες τρύπες «στην πραγματικότητα τρώνε πολύ ακατάστατα», δήλωσε η Δρ. Αντέλ Γκούντγουιν αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Curtin της Δυτικής Αυστραλίας. «Πρέπει να πλησιάσεις πραγματικά πολύ μια μαύρη τρύπα για να φτάσεις στον ορίζοντα γεγονότων. Τα άστρα καταστρέφονται σε μεγαλύτερη απόσταση από εκεί».

Οι επιστήμονες γνωρίζουν από σπάνιες παρατηρήσεις άστρων που διαλύονται από μαύρες τρύπες — μια διαδικασία που περιλαμβάνει ένα φαινόμενο γνωστό ως “spaghettification” (σπαγγετοποίηση) — ότι μόνο περίπου το μισό από το άστρο που πλησιάζει υπερβολικά τη μαύρη τρύπα θα καταλήξει τελικά να καταποθεί από αυτήν.

Το υπόλοιπο υλικό εκτοξεύεται πίσω στο Διάστημα με τη μορφή ισχυρών πιδάκων και εκροών οι οποίες μερικές φορές είναι τόσο τεράστιες ώστε «μπορούν να επηρεάσουν ολόκληρη την εξέλιξη ενός γαλαξία. Μπορείτε να το σκεφτείτε σαν ένα ρέψιμο της μαύρης τρύπας» λέει η Γκούντγουιν.

Ωστόσο, ο χρόνος κατά τον οποίο συμβαίνουν αυτά τα «ρεψίματα» παρέμενε μέχρι τώρα ένα μυστήριο για τους αστροφυσικούς. «Μερικές φορές συνέβαινε έναν χρόνο μετά την καταστροφή του άστρου από τη μαύρη τρύπα, ενώ άλλες φορές συνέβαινε τρία ή πέντε χρόνια αργότερα» αναφέρει η Γκούντγουιν.

Τα ευρήματα

Στη μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθώρηση Nature Astronomy η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι βρήκε την απάντηση χρησιμοποιώντας ραδιοτηλεσκόπια για να μελετήσουν 20 γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής ή παλιρροϊκής διάσπασης δηλαδή περιπτώσεις κατά τις οποίες άστρα καταστρέφονται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.

«Τα ραδιοκύματα είναι η μόνη συχνότητα στην οποία μπορούμε να παρακολουθήσουμε τους πίδακες και τις εκροές καθώς κινούνται προς τα έξω» εξηγεί η Γκούντγουιντ. Διαπιστώθηκε ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες — οι οποίες κυμαίνονται σε μέγεθος από εκατοντάδες χιλιάδες έως δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου— εκτοξεύουν ισχυρούς πίδακες σε δύο διαφορετικές φάσεις του κύκλου διατροφής τους.

Η πρώτη συμβαίνει όταν η μαύρη τρύπα τροφοδοτείται με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό. Η δεύτερη συμβαίνει εκατοντάδες έως χιλιάδες ημέρες μετά την πρώτη διάλυση του άστρου, όταν ο ρυθμός τροφοδοσίας μειώνεται περίπου στο 2% του μέγιστου ρυθμού με τον οποίο μπορεί μια μαύρη τρύπα να καταπιεί ύλη.

Το ίδιο όριο είναι ήδη γνωστό ότι προκαλεί «ρεψίματα» από μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, πολύ μικρότερα αντικείμενα με μάζα περίπου 10 έως 50 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.

Η έρευνα έδειξε ότι οι μαύρες τρύπες φαίνεται να εκτοξεύουν πίδακες στο ίδιο σημείο του κύκλου διατροφής τους, ανεξάρτητα από το μέγεθός τους. Οι ερευνητές λένε ότι το εύρημα θα επιτρέψει στους επιστήμονες να προβλέπουν με ακρίβεια πότε θα εκτοξεύονται αυτοί οι πίδακες, περιορίζοντας τα χρονικά παράθυρα παρατήρησης και εξοικονομώντας πολύτιμο χρόνο στα τηλεσκόπια.

«Μπορούμε πλέον να αρχίσουμε πραγματικά να κατανοούμε όχι μόνο πότε εκτοξεύονται οι πίδακες αλλά και πόσο ισχυροί είναι και αν αυτό εξαρτάται από τις ιδιότητες της μαύρης τρύπας» αναφέρει η Γκούντγουιν.

Η Δρ. Σάρα Γουέμπ αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Swinburne, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα δήλωσε: «Εξακολουθούμε να προσπαθούμε να ξεδιαλύνουμε τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά των πιο ακραίων αντικειμένων του Σύμπαντος, των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Η μελέτη έδειξε ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συμπεριφέρονται με σχετικά προβλέψιμο τρόπο σε δύο απομακρυσμένες χρονικές περιόδους της εξέλιξής τους και ότι οι ερευνητές συνέδεσαν αυτό το εύρημα με όσα έχουμε παρατηρήσει προηγουμένως σε πολύ μικρότερη κλίμακα, στις μαύρες τρύπες αστρικής μάζας».

Naftemporiki.gr