Oι μαύρες τρύπες θερμαίνουν το Σύμπαν

A supermassive black hole is surrounded by a dust ring (torus)copyright: ESA/NASA, the AVO project and Paolo Padovani

Τίποτα δεν μπορεί να δραπετεύσει από τη μοιραία έλξη των μελανών οπών, ούτε καν η ακτινοβολία, περιέργως όμως αυτά τα κοσμικά τέρατα φαίνεται ότι λειτούργησαν σαν σόμπες, οι οποίες θέρμαναν το διαστρικό αέριο σε ολόκληρο το Σύμπαν, δείχνουν οι τελευταίες προσομοιώσεις.
Η επιπλέον θερμότητα δεν προέρχεται βέβαια από τις ίδιες τις μαύρες τρύπες, αλλά από τα υλικά που παγιδεύονται στην έλξη τους: πριν τελικά χαθούν μέσα στην κοσμική οπή, τα υλικά αυτά στροβιλίζονται γύρω της σε ακραίες ταχύτητες και φτάνουν έτσι σε εξωφρενικές θερμοκρασίες.

Το αποτέλεσμα αυτής της θέρμανσης είναι η εκπομπή ακτίνων γάμμα, δηλαδή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με υψηλή συχνότητα, και επομένως υψηλή ενέργεια.

Οι αστροφυσικοί γνώριζαν ότι η ακτινοβολία αυτή μπορεί να θερμάνει τα νεφελώματα αερίου στη γειτονιά της μαύρης τρύπας, πίστευαν όμως ότι η επίδρασή της σε μεγάλες αποστάσεις είναι αμελητέα.

Τώρα, έρευνα που δημοσιεύεται στο έγκριτο Astrophysical Journal δίνει μια διαφορετική εικόνα. Διεθνής ερευνητική ομάδα προσομοίωσε με μαθηματικά μοντέλα την επίδραση των ακτίνων γ που εκπέμπουν τα κβάζαρ, εξαιρετικά φωτεινά γαλαξιακά κέντρα, μέσα στα οποία πιστεύεται ότι κρύβονται μαύρες τρύπες μεγάλης μάζας.

Το συμπέρασμα είναι ότι οι ακτίνες γ των μαύρων τρυπών μπορεί να θερμάνει έμμεσα νέφη αερίου ακόμα και σε αποστάσεις κοσμικής κλίμακας. Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που μετατρέπεται τελικά σε θερμότητα, μέσω μιας περίπλοκης διαδικασίας, είναι αρκετή για να αυξήσει κατά δέκα φορές τη θερμοκρασία σε νέφη μέσης πυκνότητας, και κατά 100 φορές σε νέφη χαμηλής πυκνότητας.

Simulated line forest of a quasar spectrum

Το φαινόμενο δεν παρατηρήθηκε άμεσα, επιβεβαιώνεται όμως από τα υπολογιστικά μοντέλα για την εξέλιξη του Σύμπαντος: όταν η υπόθεση της θέρμανσης από μαύρες τρύπες τροφοδοτήθηκε στα μοντέλα, τα αποτελέσματα ταίριαζαν απόλυτα με τα παρατηρούμενα φασματικά χαρακτηριστικά των κβάζαρ.

Τα αποτελέσματα της μελέτης «ξαναγράφουν τη θερμική ιστορία του Σύμπαντος» σχολίασε ο Δρ Κρίστοφερ Πφόμερ του Ινστιτούτου Θεωρητικών Μελετών της Χαϊδελβέργης, το οποίο προσέφερε τον υπερυπολογιστή στον οποίο έτρεξαν τα μοντέλα.

Το συμπέρασμα της μελέτης, τονίζουν οι ερευνητές, έχει σημαντικές συνέπειες όσον αφορά την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών και γενικά του Σύμπαντος.

Οι γαλαξίες σχηματίστηκαν από ψυχρά νέφη αερίου που συμπυκνώθηκαν κάτω από την επίδραση της ίδιας τους της βαρύτητας και σχημάτισαν άστρα και πλανήτες. Όμως, τα νέφη αερίου με υψηλή θερμοκρασία δεν μπορούν να συμπυκνωθούν και να καταρρεύσουν κάτω από το ίδιο τους το βάρος.

Φαίνεται επομένως ότι οι μαύρες τρύπες θέρμαναν τα νέφη αερίου αρκετά ώστε να φρενάρουν το σχηματισμό μικρών γαλαξιών, γνωστών ως γαλαξιών-νάνων.

Και αυτό θα εξηγούσε γιατί οι αστρονόμοι βλέπουν λιγότερους γαλαξίες-νάνους από ό,τι προβλέπουν οι κοσμολογικές προσομοιώσεις.

Πηγή: Newsroom ΔΟΛ
 http://www.sciencedaily.com/releases/2012/05/120515093947.htm