Τερατώδης μαύρη τρύπα είναι υπερβολικά βαριά για το γαλαξία της

Το παχύσαρκο τέρας κρύβεται στην καρδιά του μικρού γαλαξία NGC 1277 (Πηγή: R. Bosch et al./ NASA/STSc/ESA)

Ένας μικρός και σχετικά κοντινός γαλαξίας κρύβει στην καρδιά του μια μαύρη τρύπα που αντιστοιχεί στο 14% της συνολικής του μάζας -ένα ακραία υψηλά ποσοστό που εξέπληξε τους αστρονόμους, ενδέχεται όμως να τους βοηθήσει να κατανοήσουν μια κατηγορία σωμάτων που ονομάζονται κβάζαρ.

«Πρόκειται για έναν πραγματικά παράξενο γαλαξία. [Η μάζα του] αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τη μαύρη τρύπα» σχολίασε ο Καρλ Γκέμπχαρτ του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν, μέλος της ερευνητικής ομάδας που παρουσιάζει την ανακάλυψη στο Nature.

Οι κοσμολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι όλοι οι γαλαξίες περιέχουν στο κέντρο τους μαύρες τρύπες εξαιρετικά μεγάλης μάζας. O δικός μας Μίλκι Ουέι, για παράδειγμα, πιστεύεται ότι κρύβει στην καρδιά του μια μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 5 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου.

Στη νέα μελέτη, η διεθνής ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιo Ηubble για να εξετάσει τον γαλαξία NGC 1277, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 220 εκατομμυρίων ετών φωτός και είναι περίπου δέκα φορές μικρότερος από τον δικό μας Γαλαξία.

Θα περίμενε κανείς ότι η μαύρη τρύπα στο κέντρο του NGC 1277 έχει μικρότερη μάζα από τη δική μας μαύρη τρύπα -σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία, η κεντρική μαύρη τρύπα πρέπει να έχει μάζα ανάλογη με το μέγεθος του γαλαξία.

Κι όμως, η μάζα του εν λόγω τέρατος εκτιμάται στις 17 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες. Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι το νούμερο αυτό αντιστοιχεί στο 14% της μάζας του γαλαξία και στο 56% της μάζας του κεντρικού εξογκώματος του γαλαξία. Σε έναν μέσο γαλαξία, αντίθετα, η κεντρική μαύρη τρύπα έχει μάζα μόλις 0,1% του κεντρικού εξογκώματος.

This diagram shows how the diamater of the 17-billion-solar-mass black hole in the heart of galaxy NGC 1277 compares with the orbit of Neptune around the Sun. The black hole is eleven times wider than Neptune's orbit. Shown here in two dimensions, the "edge" of the black hole is actually a sphere. This boundary is called the "event horizon," the point from beyond which, once crossed, neither matter nor light can return. (Credit: D. Benningfield/K. Gebhardt/StarDate)

Οι ερευνητές παραδέχονται ότι αδυνατούν να εξηγήσουν αυτό το ακραίο βάρος: οι μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι αυξάνουν τη μάζα τους απορροφώντας υλικά από τους γαλαξίες που τις φιλοξενούν. Αν όμως ο NGC 1277 διέθετε αρκετή μάζα για να τροφοδοτήσει το τέρας, τότε θα έπρεπε να έχει αρκετή μάζα για το σχηματισμό περισσότερων άστρων από ό,τι πραγματικά διαθέτει.

Επιπλέον, ο NGC 1277 δεν φαίνεται να είχε συγκρουστεί στο παρελθόν με άλλους γαλαξίες, επομένως δεν μπορεί να τράβηξε επιπλέον μάζα από τη γειτονιά του.

Ο Ρέμκο βαν ντεν Μπος του Ινστιτούτου Αστρονομίας Max Planck στη Χαϊδελβέργη, επικεφαλής της μελέτης, εικάζει τώρα ότι η μαύρη τρύπα μπορεί να είναι απομεινάρι ενός αρχαίου κβάζαρ που με κάποιο τρόπο κατέληξε σχετικά κοντά στον Γαλαξία μας.

Τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά φωτεινά κέντρα γαλαξιών που έχουν εντοπιστεί μόνο στις εσχατιές του Σύμπαντος και είναι επομένως εξαιρετικά αρχαία.

Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστρονόμοι έχουν συνειδητοποιήσει ότι τα κβάζαρ είναι στην πραγματικότητα μαύρες τρύπες μεγάλης μάζας, και ότι η λάμψη τους προέρχεται από αέρια που θερμαίνονται σε ακραίες θερμοκρασίες λίγο πριν χαθούν για πάντα μέσα στην τρύπα.

Μέχρι σήμερα, όμως, κανείς δεν έχει καταφέρει να εξηγήσει πώς τα κβάζαρ έγιναν τόσο βαριά και ισχυρά σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν.

Εφόσον επιβεβαιωθούν οι εκτιμήσεις της νέας μελέτης, κάτι που μένει να φανεί στο μέλλον, οι παρατηρήσεις του NGC 1277 θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη λύση του μυστηρίου των κβάζαρ.

Στο μεταξύ, η ερευνητική ομάδα θα εξετάσει πέντε ακόμα γαλαξίες που μοιάζουν με τον NGC 1277 για να διαπιστώσει αν κρύβουν κι αυτοί τέτοια κοσμικά τέρατα.

Πηγή: Newsroom ΔΟΛ
 http://www.nature.com/nature/journal/v491/n7426/full/nature11592.html
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121128132305.htm
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/11/gargantuan-black-hole-occupies-m.html?rss=1