Κολοσσιαία μαύρη τρύπα παράγει τους ταχύτερους ανέμους στο Σύμπαν

Πριν από λίγες μέρες εντοπίστηκαν οι άνεμοι που γεννιούνται στην τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας. Εντοπίστηκε τώρα μια μακρινή γιγάντια μαύρη τρύπα που παράγει ανέμους οι οποίοι κινούνται με ταχύτητες κοντά σε αυτές του φωτός.

Ένα μακρινό κβάζαρ αποκάλυψε μία από τις πιο ακραίες υπεριώδεις εκροές αερίου που έχουν παρατηρηθεί ποτέ προσφέροντας νέα στοιχεία για τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των υπερμεγεθών μαύρων τρυπών και των γαλαξιών που τις φιλοξενούν. Μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα με μάζα μεγαλύτερη από 1 δισεκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου εκτοξεύει αέριο στο Διάστημα με τόσο απίστευτες ταχύτητες, ώστε οι αστρονόμοι δυσκολεύονται να εξηγήσουν πώς αυτή η εκροή παραμένει ανιχνεύσιμη.

Ερευνητές με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Γιορκ στη Βρετανία ανακάλυψαν τον ταχύτερο υπεριώδη άνεμο που έχει καταγραφεί ποτέ κοντά σε υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Η εκροή προέρχεται από ένα μακρινό κβάζαρ με την ονομασία J2318 και φτάνει ταχύτητες έως και το 30% της ταχύτητας του φωτός, αποτελώντας τον πιο ακραίο υπεριώδη άνεμο κβάζαρ που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα.

Η ανακάλυψη προσφέρει μια σπάνια ματιά σε έναν από τους ισχυρότερους «κινητήρες» του Σύμπαντος και μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς οι μαύρες τρύπες επηρεάζουν την ανάπτυξη και την εξέλιξη ολόκληρων γαλαξιών.

«Αυτό το κβάζαρ φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα με μάζα 1,7 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου. Αυτό είναι σχετικά συνηθισμένο. Εκείνο που δεν είναι συνηθισμένο είναι ότι διαθέτει αέριο που κινείται προς το μέρος μας με το 30% της ταχύτητας του φωτός», δήλωσε ο Πάτρικ Χολ καθηγητής του Πανεπιστημίου Γιορκ.

Ένας κοσμικός άνεμος πέρα από κάθε γήινη σύγκριση

Το αντικείμενο J2318 βρίσκεται στον αστερισμό του Πήγασου και ανήκει στην κατηγορία των κβάζαρ, τα οποία είναι από τα λαμπρότερα αντικείμενα του Σύμπαντος.

Τα κβάζαρ σχηματίζονται όταν τεράστιες ποσότητες αερίου πέφτουν σπειροειδώς προς μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα δημιουργώντας έναν εκτυφλωτικά φωτεινό δίσκο ύλης που μπορεί να ξεπερνά σε λαμπρότητα ολόκληρους γαλαξίες. Καθώς μέρος της ύλης κατευθύνεται προς τη μαύρη τρύπα ένα άλλο μέρος εκτοξεύεται προς τα έξω με τη μορφή ισχυρών ανέμων που μεταφέρουν τεράστια ποσά ενέργειας στο διαστρικό περιβάλλον.

Ο επικεφαλής συγγραφέας Λούκας Σίτον εξήγησε ότι αν γινόταν μια αναλογία με τους τυφώνες της Γης ο άνεμος του J2318 θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως «τυφώνας κατηγορίας 79».

«Κάθε κατηγορία τυφώνα είναι περίπου 20% ισχυρότερη από την προηγούμενη. Ο χαρακτηρισμός “κατηγορία 79” δίνει μια αίσθηση του πόσο γρήγορος είναι αυτός ο άνεμος, αν και φυσικά δεν μοιάζει με τίποτα που υπάρχει στη Γη». Παρόλο που έχουν εντοπιστεί ακόμη ταχύτερες εκροές στις ακτίνες Χ, το J2318 κατέχει πλέον το ρεκόρ στις υπεριώδεις παρατηρήσεις.

«Στα κβάζαρ βλέπουμε συχνά ανέμους αερίου που απομακρύνονται από τη μαύρη τρύπα λόγω της πίεσης που ασκεί το φως του ίδιου του κβάζαρ. Ο άνεμος του J2318 παρατηρείται στο υπεριώδες φάσμα με ταχύτητες έως και το 30% της ταχύτητας του φωτός. Ταχύτεροι άνεμοι έχουν παρατηρηθεί στις ακτίνες Χ, αλλά αυτός είναι ο ταχύτερος που έχει ανακαλυφθεί ποτέ στο υπεριώδες» ανέφερε ο Σίτον.

Το μυστήριο της ορατότητας του ανέμου

Αυτό που κάνει την ανακάλυψη ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα είναι ότι θεωρητικά ο άνεμος αυτός δεν θα έπρεπε να είναι εύκολο να παρατηρηθεί. Η ίδια έντονη ακτινοβολία που επιταχύνει το αέριο μπορεί επίσης να απομακρύνει ηλεκτρόνια από τα άτομα εξαφανίζοντας τα χημικά ίχνη που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να εντοπίσουν τέτοιες εκροές. Παρ’ όλα αυτά στο J2318 οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανιχνεύουν ιόντα άνθρακα και πυριτίου που κινούνται με τεράστιες ταχύτητες.

Αυτό δημιουργεί ένα σημαντικό θεωρητικό πρόβλημα.

«Τα κβάζαρ εκπέμπουν τόσα πολλά φωτόνια ώστε οι μικρές ωθήσεις που προκαλούν αθροίζονται και οδηγούν σε ακραίες ταχύτητες. Το πρόβλημα είναι ότι τα φωτόνια μπορούν επίσης να αφαιρέσουν όλα τα ηλεκτρόνια από τα άτομα, καθιστώντας τα αόρατα. Το πώς το αέριο επιταχύνεται σε αυτές τις ταχύτητες και ταυτόχρονα διατηρεί τα ιόντα άνθρακα και πυριτίου που παρατηρούμε παραμένει ένα πραγματικό αίνιγμα», εξήγησε ο Σίτον.

Μια ανακάλυψη κρυμμένη σε δεκαετίες δεδομένων

Η εκροή ανακαλύφθηκε μέσα από παρατηρήσεις του προγράμματος Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ενός από τα πιο φιλόδοξα εγχειρήματα χαρτογράφησης του ουρανού.

Το κρίσιμο στοιχείο εντόπισε η μεταπτυχιακή φοιτήτρια Μαριάνα Βέλτρι η οποία είχε ξεχωρίσει το J2318 ως πιθανώς ασυνήθιστο αντικείμενο ήδη από τα προπτυχιακά της χρόνια. Όταν ο Πάτρικ Χολ το εξέτασε με λογισμικό που είχε αναπτύξει ο προπτυχιακός ερευνητής Ζεζού Ζου η ομάδα συνειδητοποίησε ότι βρισκόταν μπροστά σε κάτι εξαιρετικό.

Για να επιβεβαιώσουν το εύρημα οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Frederick C. Gillett Gemini North στη Χαβάη το οποίο επιβεβαίωσε την πρωτοφανή ταχύτητα του ανέμου.

Γιατί έχουν σημασία αυτοί οι άνεμοι

Η σημασία των ανέμων των κβάζαρ ξεπερνά κατά πολύ τη μελέτη των ίδιων των μαύρων τρυπών. Οι ερευνητές πιστεύουν όλο και περισσότερο ότι τέτοιες ισχυρές εκροές μπορούν να ρυθμίσουν την εξέλιξη των γαλαξιών θερμαίνοντας το αέριο, διακόπτοντας τον σχηματισμό νέων άστρων και αναδιανέμοντας ύλη σε τεράστιες αποστάσεις. Με αυτόν τον τρόπο οι μαύρες τρύπες ενδέχεται να επηρεάζουν καθοριστικά το μέλλον ολόκληρων γαλαξιών, παρότι καταλαμβάνουν μόνο μια μικρή περιοχή στο κέντρο τους.

Η Πάολα Ροντρίγκεζ Ινταλγκό από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον χαρακτήρισε αυτές τις ακραίες εκροές ως πιθανό «χαμένο κρίκο» που συνδέει τον ενεργό πυρήνα ενός γαλαξία με το υπόλοιπο γαλαξιακό σύστημα.

«Αυτές οι ακραίες εκροές μεταφέρουν τεράστια ποσά ενέργειας που μπορούν να επηρεάσουν τους γύρω γαλαξίες. Αποτελούν έναν πιθανό συνδετικό κρίκο στην αλληλεπίδραση μεταξύ του ενεργού κεντρικού πυρήνα ενός γαλαξία και του υπόλοιπου γαλαξία. Αν και αυτή η διαδικασία περιλαμβάνεται εδώ και δεκαετίες στις προσομοιώσεις σχηματισμού γαλαξιών, απαιτείται ακόμη πολλή δουλειά ώστε να κατανοηθεί πλήρως μέσω παρατηρήσεων.»

Αναζητώντας ακόμη ταχύτερες εκροές

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να αναζητούν παρόμοια φαινόμενα σε ολόκληρο το Σύμπαν. Η πρόκληση είναι ότι αντικείμενα όπως το J2318 φαίνεται να είναι εξαιρετικά σπάνια. Παρά την εξέταση δεδομένων δεκαετιών, ελάχιστα συστήματα έχουν βρεθεί να πλησιάζουν τις ταχύτητές του. Ωστόσο, κάθε νέα ανακάλυψη βοηθά τους ερευνητές να εξερευνήσουν τα όρια της ισχύος των υπερμεγεθών μαύρων τρυπών και να κατανοήσουν καλύτερα τον ρόλο τους στη διαμόρφωση του Σύμπαντος επί δισεκατομμύρια χρόνια.

«Δεν θα είναι εύκολο να βρεθεί μια ταχύτερη υπεριώδης εκροή από εκείνη του J2318, αλλά συνεχίζουμε την αναζήτηση από το κοντινό Σύμπαν έως τα πιο μακρινά όρια που μπορούμε να παρατηρήσουμε» λέει η Ιλιάνα Φλόρες.

Naftemporiki.gr