Νέα επιστημονική μελέτη υποστηρίζει ότι στον Γαλαξία ενδέχεται να περιπλανώνται αόρατες μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας (IMBHs), κατάλοιπα αρχαίων «γαλαξιών νάνων» που απορροφήθηκαν από τον δικό μας
Ο Γαλαξίας μας (Milky Way) μπορεί να είναι πολύ πιο πυκνοκατοικημένος απ’ όσο φαίνεται αρχικά – και δεν μιλάμε για αστέρια.
Ένα ολόκληρο σύνολο αντικειμένων ενδέχεται να κρύβεται μέσα στον γαλαξία μας, αδύνατο να εντοπιστεί άμεσα αλλά ικανό να επηρεάζει την εξέλιξή του.
Αυτοί οι «περιπλανώμενοι» μπορεί να βρίσκονται πολύ πιο κοντά μας απ’ όσο πιστεύεται συνήθως, κυριολεκτικά κινούμενοι μέσα στον γαλαξιακό δίσκο, σύμφωνα με το SciencePost.
Ο αόρατος κρίκος
Στην αστρονομία, το μέγεθος έχει καθοριστική σημασία. Στο ένα άκρο βρίσκονται οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, που σχηματίζονται μετά τον θάνατο μαζικών άστρων και έχουν μάζα από δεκάδες έως εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Στο άλλο άκρο βρίσκονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, όπως ο Sagittarius A στο κέντρο του Γαλαξία, με μάζα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου, οι οποίοι παραμορφώνουν έντονα τον χωροχρόνο και περιβάλλονται από δίσκους προσαύξησης.
Ανάμεσα σε αυτά τα δύο άκρα υπάρχει εδώ και καιρό ένα σχεδόν «κενό»: οι μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας (IMBHs), με εκτιμώμενη μάζα από 10.000 έως 100.000 ηλιακές μάζες.
Η ύπαρξή τους δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί άμεσα, ωστόσο θεωρείται ότι παίζουν κρίσιμο ρόλο στον σχηματισμό των υπερμαζικών μαύρων τρυπών, λειτουργώντας ως δομικά «τούβλα» αυτών των κοσμικών γιγάντων.
Η έλλειψη παρατηρησιακών δεδομένων αποδιδόταν επί μακρόν στους περιορισμούς των τηλεσκοπίων. Τα αντικείμενα αυτά είναι υπερβολικά μαζικά για να θεωρηθούν απλά υπολείμματα άστρων, αλλά όχι αρκετά ενεργά ώστε να αποκαλύπτονται μέσω έντονης ακτινοβολίας, όπως συμβαίνει με τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών.
Πώς ο Γαλαξίας τα συγκέντρωσε
Η σύγχρονη θεωρία σχηματισμού γαλαξιών υποστηρίζει ότι ο Γαλαξίας δεν εξελίχθηκε απομονωμένος.
Επί δισεκατομμύρια χρόνια απορρόφησε «γαλαξίες νάνους», συλλαμβάνοντας τα άστρα, το αέριο και τη σκοτεινή ύλη τους. Μαζί με αυτή την «κοσμική κανιβαλιστική» διαδικασία, μαύρες τρύπες που βρίσκονταν στα κέντρα αυτών των μικρότερων συστημάτων ενδέχεται να εισήλθαν επίσης στον γαλαξία μας.
Μέχρι πρόσφατα πιστευόταν ότι τέτοια αντικείμενα θα κατευθύνονταν αναπόφευκτα προς το κέντρο του Γαλαξία και θα συγχωνεύονταν με τον Sagittarius A.
Ωστόσο, νέα μελέτη που έγινε δεκτή για δημοσίευση στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society παρουσιάζει μια διαφορετική εικόνα.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης χρησιμοποίησαν υψηλής ακρίβειας κοσμολογικές προσομοιώσεις για να μοντελοποιήσουν την εξέλιξη ενός γαλαξία παρόμοιου με τον δικό μας.
Τα αποτελέσματα ήταν απρόσμενα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, από 5 έως 18 μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας ενδέχεται να μην έφτασαν ποτέ στο γαλαξιακό κέντρο και να παραμένουν περιπλανώμενες στον δίσκο του Γαλαξία, σε σημαντική απόσταση από τον πυρήνα.
Πρόκειται για περιοχές όπου οι αστρονόμοι συνήθως δεν αναμένουν να εντοπίσουν τόσο εξωτικά αντικείμενα.
Διαστημικά «φαντάσματα»
Ο λόγος που αυτές οι μαύρες τρύπες παραμένουν αόρατες σχετίζεται με τη φύση τους. Δεν εκπέμπουν φως και είναι πρακτικά αδύνατο να εντοπιστούν, εκτός αν αλληλεπιδράσουν με την περιβάλλουσα ύλη.
Σε αντίθεση με τους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, όπου οι μαύρες τρύπες «τρέφονται» με αέριο και σκόνη προκαλώντας εντυπωσιακά φαινόμενα, οι περιπλανώμενες IMBHs μπορεί να βρίσκονται σε σχετικά άδειες περιοχές του διαστρικού χώρου.
Ακόμη και τα πιο ευαίσθητα τηλεσκόπια μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο έμμεσες ενδείξεις, όπως βαρυτικές παραμορφώσεις στις κινήσεις άστρων.
Αν όμως το αντικείμενο είναι απομονωμένο και δεν επηρεάζει αισθητά το περιβάλλον του, τα σήματα αυτά είναι εξαιρετικά αδύναμα. Το πρόβλημα επιδεινώνεται από το γεγονός ότι δεν υπάρχουν σαφή «σημάδια» ή γνωστές περιοχές αναζήτησης.
Ελπίδες από ακριβείς μετρήσεις
Παρά τις δυσκολίες, υπάρχουν προοπτικές εντοπισμού αυτών των αόρατων περιπλανώμενων.
Ένα βασικό εργαλείο μπορεί να είναι η διαστημική αποστολή Gaia, η οποία μετρά τις θέσεις και τις κινήσεις πάνω από ένα δισεκατομμύριο άστρων με πρωτοφανή ακρίβεια.
Ακόμη και μικροσκοπικές αποκλίσεις στις τροχιές τους θα μπορούσαν να υποδηλώνουν την παρουσία ενός μαζικού αλλά αόρατου αντικειμένου.
Παράλληλα, μελλοντικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων προσφέρουν επιπλέον δυνατότητες. Το πρόγραμμα LISA (Laser Interferometer Space Antenna) θα μπορεί να ανιχνεύει βαρυτικά κύματα από σπάνιες συγχωνεύσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αφορούν μαύρες τρύπες μεσαίας μάζας.
Ακόμη και μία τέτοια ανίχνευση θα αποτελούσε τεράστια επιστημονική ανακάλυψη.
Αλλάζει η κατανόησή μας
Η επιβεβαίωση της ύπαρξης περιπλανώμενων IMBHs θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο οι γαλαξίες μεγαλώνουν και εξελίσσονται.
Θα ενίσχυε την υπόθεση ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίζονται όχι μόνο μέσω προσαύξησης αερίου, αλλά και μέσω διαδοχικών συγχωνεύσεων με πιο συμπαγή αντικείμενα.
Επιπλέον, τέτοιες ανακαλύψεις θα μας επέτρεπαν να ανασυνθέσουμε την ιστορία των συγκρούσεων που έχει βιώσει ο Γαλαξίας στο παρελθόν.
Κάθε μαύρη τρύπα μεσαίας μάζας θα λειτουργούσε σαν ένα «απολίθωμα» αρχαίων γαλαξιών που κάποτε απορροφήθηκαν από τον δικό μας.
www.bankingnews.gr
Ένα ολόκληρο σύνολο αντικειμένων ενδέχεται να κρύβεται μέσα στον γαλαξία μας, αδύνατο να εντοπιστεί άμεσα αλλά ικανό να επηρεάζει την εξέλιξή του.
Αυτοί οι «περιπλανώμενοι» μπορεί να βρίσκονται πολύ πιο κοντά μας απ’ όσο πιστεύεται συνήθως, κυριολεκτικά κινούμενοι μέσα στον γαλαξιακό δίσκο, σύμφωνα με το SciencePost.
Ο αόρατος κρίκος
Στην αστρονομία, το μέγεθος έχει καθοριστική σημασία. Στο ένα άκρο βρίσκονται οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, που σχηματίζονται μετά τον θάνατο μαζικών άστρων και έχουν μάζα από δεκάδες έως εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου. Στο άλλο άκρο βρίσκονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, όπως ο Sagittarius A στο κέντρο του Γαλαξία, με μάζα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου, οι οποίοι παραμορφώνουν έντονα τον χωροχρόνο και περιβάλλονται από δίσκους προσαύξησης.
Ανάμεσα σε αυτά τα δύο άκρα υπάρχει εδώ και καιρό ένα σχεδόν «κενό»: οι μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας (IMBHs), με εκτιμώμενη μάζα από 10.000 έως 100.000 ηλιακές μάζες.
Η ύπαρξή τους δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί άμεσα, ωστόσο θεωρείται ότι παίζουν κρίσιμο ρόλο στον σχηματισμό των υπερμαζικών μαύρων τρυπών, λειτουργώντας ως δομικά «τούβλα» αυτών των κοσμικών γιγάντων.
Η έλλειψη παρατηρησιακών δεδομένων αποδιδόταν επί μακρόν στους περιορισμούς των τηλεσκοπίων. Τα αντικείμενα αυτά είναι υπερβολικά μαζικά για να θεωρηθούν απλά υπολείμματα άστρων, αλλά όχι αρκετά ενεργά ώστε να αποκαλύπτονται μέσω έντονης ακτινοβολίας, όπως συμβαίνει με τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στα κέντρα των γαλαξιών.
Πώς ο Γαλαξίας τα συγκέντρωσε
Η σύγχρονη θεωρία σχηματισμού γαλαξιών υποστηρίζει ότι ο Γαλαξίας δεν εξελίχθηκε απομονωμένος.
Επί δισεκατομμύρια χρόνια απορρόφησε «γαλαξίες νάνους», συλλαμβάνοντας τα άστρα, το αέριο και τη σκοτεινή ύλη τους. Μαζί με αυτή την «κοσμική κανιβαλιστική» διαδικασία, μαύρες τρύπες που βρίσκονταν στα κέντρα αυτών των μικρότερων συστημάτων ενδέχεται να εισήλθαν επίσης στον γαλαξία μας.
Μέχρι πρόσφατα πιστευόταν ότι τέτοια αντικείμενα θα κατευθύνονταν αναπόφευκτα προς το κέντρο του Γαλαξία και θα συγχωνεύονταν με τον Sagittarius A.
Ωστόσο, νέα μελέτη που έγινε δεκτή για δημοσίευση στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society παρουσιάζει μια διαφορετική εικόνα.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης χρησιμοποίησαν υψηλής ακρίβειας κοσμολογικές προσομοιώσεις για να μοντελοποιήσουν την εξέλιξη ενός γαλαξία παρόμοιου με τον δικό μας.
Τα αποτελέσματα ήταν απρόσμενα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, από 5 έως 18 μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας ενδέχεται να μην έφτασαν ποτέ στο γαλαξιακό κέντρο και να παραμένουν περιπλανώμενες στον δίσκο του Γαλαξία, σε σημαντική απόσταση από τον πυρήνα.
Πρόκειται για περιοχές όπου οι αστρονόμοι συνήθως δεν αναμένουν να εντοπίσουν τόσο εξωτικά αντικείμενα.
Διαστημικά «φαντάσματα»
Ο λόγος που αυτές οι μαύρες τρύπες παραμένουν αόρατες σχετίζεται με τη φύση τους. Δεν εκπέμπουν φως και είναι πρακτικά αδύνατο να εντοπιστούν, εκτός αν αλληλεπιδράσουν με την περιβάλλουσα ύλη.
Σε αντίθεση με τους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες, όπου οι μαύρες τρύπες «τρέφονται» με αέριο και σκόνη προκαλώντας εντυπωσιακά φαινόμενα, οι περιπλανώμενες IMBHs μπορεί να βρίσκονται σε σχετικά άδειες περιοχές του διαστρικού χώρου.
Ακόμη και τα πιο ευαίσθητα τηλεσκόπια μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο έμμεσες ενδείξεις, όπως βαρυτικές παραμορφώσεις στις κινήσεις άστρων.
Αν όμως το αντικείμενο είναι απομονωμένο και δεν επηρεάζει αισθητά το περιβάλλον του, τα σήματα αυτά είναι εξαιρετικά αδύναμα. Το πρόβλημα επιδεινώνεται από το γεγονός ότι δεν υπάρχουν σαφή «σημάδια» ή γνωστές περιοχές αναζήτησης.
Ελπίδες από ακριβείς μετρήσεις
Παρά τις δυσκολίες, υπάρχουν προοπτικές εντοπισμού αυτών των αόρατων περιπλανώμενων.
Ένα βασικό εργαλείο μπορεί να είναι η διαστημική αποστολή Gaia, η οποία μετρά τις θέσεις και τις κινήσεις πάνω από ένα δισεκατομμύριο άστρων με πρωτοφανή ακρίβεια.
Ακόμη και μικροσκοπικές αποκλίσεις στις τροχιές τους θα μπορούσαν να υποδηλώνουν την παρουσία ενός μαζικού αλλά αόρατου αντικειμένου.
Παράλληλα, μελλοντικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων προσφέρουν επιπλέον δυνατότητες. Το πρόγραμμα LISA (Laser Interferometer Space Antenna) θα μπορεί να ανιχνεύει βαρυτικά κύματα από σπάνιες συγχωνεύσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που αφορούν μαύρες τρύπες μεσαίας μάζας.
Ακόμη και μία τέτοια ανίχνευση θα αποτελούσε τεράστια επιστημονική ανακάλυψη.
Αλλάζει η κατανόησή μας
Η επιβεβαίωση της ύπαρξης περιπλανώμενων IMBHs θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο οι γαλαξίες μεγαλώνουν και εξελίσσονται.
Θα ενίσχυε την υπόθεση ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίζονται όχι μόνο μέσω προσαύξησης αερίου, αλλά και μέσω διαδοχικών συγχωνεύσεων με πιο συμπαγή αντικείμενα.
Επιπλέον, τέτοιες ανακαλύψεις θα μας επέτρεπαν να ανασυνθέσουμε την ιστορία των συγκρούσεων που έχει βιώσει ο Γαλαξίας στο παρελθόν.
Κάθε μαύρη τρύπα μεσαίας μάζας θα λειτουργούσε σαν ένα «απολίθωμα» αρχαίων γαλαξιών που κάποτε απορροφήθηκαν από τον δικό μας.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών