Κοσμική ανατροπή: Οι μαύρες τρύπες δεν λειτουργούν όπως πιστεύαμε – Τι αποκαλύπτει ελληνική έρευνα

Οι μαύρες τρύπες του Σύμπαντος θεωρούνται κοσμικά τέρατα που καταβροχθίζουν ό,τι βρεθεί κοντά τους. Ωστόσο, νέα διεθνής έρευνα με επικεφαλής το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών ανατρέπει έναν θεμελιώδη νόμο που ίσχυε για σχεδόν πέντε δεκαετίες σχετικά με τον τρόπο που οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας, δείχνει ότι ο τρόπος αλληλεπίδρασης μεταξύ των περιοχών γύρω από τις ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εξαρτάται από την ηλικία του Σύμπαντος.

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, που βρίσκονται στο κέντρο σχεδόν όλων των γαλαξιών, αυξάνουν τη μάζα τους καθώς η ύλη που τις περιβάλλει κινείται σπειροειδώς προς τα μέσα, σχηματίζοντας έναν θερμό περιστρεφόμενο δίσκο. Το φως που παράγεται από αυτή τη διαδικασία επιτρέπει στους αστρονόμους να παρατηρούν τα κβάζαρ, δηλαδή τους ενεργούς πυρήνες γαλαξιών που τροφοδοτούνται από μαύρες τρύπες σε τεράστιες αποστάσεις από τη Γη.

Ο δίσκος αυτός εκπέμπει έως και 1.000 φορές περισσότερο φως από έναν ολόκληρο γαλαξία, κυρίως στο υπεριώδες φάσμα. Παράλληλα, τα κβάζαρ εκπέμπουν και στις ακτίνες Χ, οι οποίες προέρχονται από μια περιοχή θερμού πλάσματος κοντά στη μαύρη τρύπα, γνωστή ως κορώνα.

Αμφισβήτηση ενός καθιερωμένου νόμου

Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι υπάρχει σταθερή συσχέτιση μεταξύ της υπεριώδους και της ακτινοβολίας Χ στα κβάζαρ, ανεξάρτητα από την εποχή του Σύμπαντος. Η νέα μελέτη, ωστόσο, δείχνει ότι όταν το Σύμπαν ήταν νεότερο, η σχέση αυτή ήταν σημαντικά διαφορετική.

«Η αντίληψη ότι οι ενεργές μαύρες τρύπες μεγαλώνουν ρουφώντας ύλη παραμένει. Αυτό που αλλάζει με την έρευνα είναι ότι φαίνεται να μεταβάλλεται με τον κοσμικό χρόνο ο τρόπος αλληλεπίδρασης μεταξύ της περιοχής που παράγει την υπεριώδη ακτινοβολία και της περιοχής που παράγει τις ακτίνες Χ», εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ η μεταδιδακτορική ερευνήτρια του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και κύρια συγγραφέας της μελέτης, Μαρία Χήρα.

Η ανάλυση και τα αποτελέσματα

Η ομάδα συνδύασε νέες παρατηρήσεις από το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ eROSITA/SRG και αρχειακά δεδομένα από το XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, με οπτικά στοιχεία από το πρόγραμμα SDSS. Συνολικά μελετήθηκαν 136.745 ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, σε διαφορετικές αποστάσεις και εποχές του Σύμπαντος.

«Η μεγάλη πρόκληση ήταν ότι, παρότι διαθέτουμε δεδομένα από πολλές μαύρες τρύπες, οι παρατηρήσεις διαρκούν πολύ λίγο. Με την ιεραρχική Μπεϋζιανή μεθοδολογία μπορέσαμε να εξαγάγουμε αξιόπιστα στατιστικά συμπεράσματα για τον πληθυσμό των μαύρων τρυπών», σημειώνει η κ. Χήρα. «Έτσι εντοπίσαμε λεπτές συσχετίσεις που προηγουμένως παρέμεναν αόρατες».

Τα επόμενα βήματα

Οι ερευνητές σκοπεύουν να επεκτείνουν την ανάλυση σε ακόμη πιο μακρινές και αμυδρές μαύρες τρύπες, ώστε να επιβεβαιώσουν τα ευρήματα. Αν η παρατήρηση αποδειχθεί φυσικό φαινόμενο, θα αναδείξει κενά στην κατανόηση των μηχανισμών με τους οποίους μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες και επηρεάζουν τους γαλαξίες τους.

Η έρευνα χρηματοδοτείται από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας.