«Ανατροπή στα δεδομένα: Πώς οι Έλληνες αστρονόμοι αποκαλύπτουν τα μυστικά της διατροφής των «μαύρων τρυπών»! Δείτε τι αποκαλύπτουν οι ακτίνες Χ και τα κβάζαρ [βίντεο]»

Οι μαύρες τρύπες του Σύμπαντος συχνά απεικονίζονται ως τα γιγάντια τέρατα του διαστήματος, τα οποία καταβροχθίζουν τα πάντα γύρω τους. Ωστόσο, μια νέα διεθνής έρευνα, υπό την ηγεσία του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, αμφισβητεί αυτή τη μακραίωνη αντίληψη, ανατρέποντας βασικές αρχές που ισχύουν εδώ και σχεδόν πέντε δεκαετίες.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Monthly Notices» της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας της Βρετανίας και επισημαίνει ότι ο τρόπος αλληλεπίδρασης των περιοχών γύρω από τις ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μεταβάλλεται με την ηλικία του Σύμπαντος.

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες βρίσκονται στο κέντρο σχεδόν όλων των γαλαξιών, θεωρείται ότι επεκτείνονται καθώς η ύλη, έλκεται από τη βαρύτητα, ξεκινά μια σπειροειδή πορεία, σχηματίζοντας έναν περιστρεφόμενο δίσκο που τελικά εισέρχεται σε αυτές. Οι αστρονόμοι παρατηρούν αυτό το φαινόμενο μελετώντας το έντονο φως που προκύπτει από την υψηλή θερμοκρασία της ύλης που πέφτει κοντά στη μαύρη τρύπα.

Αυτός ο δίσκος περιστρεφόμενης ύλης περιβάλλει τη μαύρη τρύπα, παράγοντας 100 έως 1.000 φορές περισσότερο φως από έναν ολόκληρο γαλαξία με 100 δισεκατομμύρια αστέρια. Η λάμψη αυτή υπερκαλύπτει τον γαλαξία που φιλοξενεί τη μαύρη τρύπα, επηρεάζοντας την ορατότητά του.

Η μεγαλύτερη ποσότητα φωτός προέρχεται από τον δίσκο και εκπέμπεται στο υπεριώδες, επιτρέποντας στους αστρονόμους να εντοπίσουν κβάζαρ, δηλαδή τους ενεργούς πυρήνες γαλαξιών με υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, σε τεράστιες αποστάσεις από τη Γη.

Τα κβάζαρ εκπέμπουν επίσης ισχυρές ακτίνες Χ, που προέρχονται από μια περιοχή θερμού πλάσματος κοντά στη μαύρη τρύπα, γνωστή ως «κορώνα». Η επιστημονική κοινότητα έχει αναγνωρίσει εδώ και αρκετές δεκαετίες τη σύνδεση μεταξύ ακτίνων Χ και υπεριώδους φωτός, υποδηλώνοντας ότι η ένταση της ακτινοβολίας και στις δύο συχνότητες είναι αλληλένδετη.

Ωστόσο, η νέα μελέτη ανατρέπει την παραδοσιακή αντίληψη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, όταν το Σύμπαν ήταν νεότερο (περίπου στη μισή ηλικία από την τωρινή), η συσχέτιση μεταξύ των ακτίνων Χ και του υπεριώδους φωτός ήταν πολύ διαφορετική από αυτή του σύγχρονου Σύμπαντος.

«Η αντίληψη ότι οι ενεργές μαύρες τρύπες αυξάνονται καταβροχθίζοντας ύλη παραμένει. Αυτό που αλλάζει είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ της περιοχής που παράγει την υπεριώδη ακτινοβολία και εκείνης που παράγει τις ακτίνες Χ, κάτι που υποδηλώνει ότι με την πάροδο του κοσμικού χρόνου, αυτός ο μηχανισμός μεταβάλλεται», εξηγεί η Μαρία Χήρα, μεταδιδακτορική ερευνήτρια του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και κύρια συγγραφέας της μελέτης.

Η μελέτη κυριαρχείται από νέες παρατηρήσεις ακτίνων Χ από το eROSITA/SRG και δεδομένα από το τηλεσκόπιο XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, συνδυασμένα με οπτικά δεδομένα από το SDSS.

Οι ερευνητές επικέντρωσαν τις παρατηρήσεις τους σε 136.745 ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, καλύπτοντας αποστάσεις που κυμαίνονται από πολύ κοντινές έως κβάζαρ του πρώιμου Σύμπαντος. Η ανάλυση του δείγματος στηρίχτηκε σε καινοτόμες στατιστικές μεθόδους για τη διασφάλιση ασφαλών συμπερασμάτων.

«Η πρόκληση αυτή τη στιγμή αφορά την έλλειψη χρόνου παρατήρησης για κάποιες από αυτές τις μαύρες τρύπες. Παρά τον μεγάλο αριθμό δεδομένων, κάθε αντικείμενο έχει παρατηρηθεί ελάχιστα, οπότε η εκτίμηση της πληροφορίας απαιτεί προσεκτική στατιστική ανάλυση», αναφέρει η κ. Χήρα.

Με τη χρήση της ιεραρχικής Μπεϋζιανής μεθοδολογίας, καταφέραμε να εξάγουμε καθαρά και αξιόπιστα συμπεράσματα για όλο τον πληθυσμό των μαύρων τρυπών που εξετάσαμε. Αυτό μας επέτρεψε να εντοπίσουμε λεπτές συσχετίσεις που είχαν περάσει απαρατήρητες σε προηγούμενες μελέτες» προσθέτει.

Ο επόμενος στόχος της ομάδας είναι να αναζητήσει ακόμη πιο μακρινές και αμυδρές μαύρες τρύπες, διευρύνοντας το δείγμα προς επιβεβαίωση των νέων διαπιστώσεων.

«Αν επιβεβαιωθεί η παρατήρηση που κάναμε, θα αναδείξει κενά στην κατανόηση των αστρονόμων όσον αφορά τη διαδικασία ανάπτυξης των μαύρων τρυπών και θα επηρεάσει τις θεωρίες μας σε σχέση με το πώς επηρεάζουν τους γαλαξίες», καταλήγει η επικεφαλής ερευνήτρια.

Η χρηματοδότηση της έρευνας προήλθε από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας.

Σύνδεσμος για την επιστημονική δημοσίευση:

https://academic.oup.com/mnras/article-lookup/doi/10.1093/mnras/staf1905

Με πληροφορίες μέσω ΑΠΕ-ΜΠΕ
Αθήνα, Ελλάδα