Hubble: Πολύ περισσότερες οι μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν απ’ ό,τι πίστευαν οι επιστήμονες

 Νέα έρευνα μπορεί να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς σχηματίστηκαν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - και γιατί πολλές από αυτές φαίνονται πιο ογκώδεις από το αναμενόμενο

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι μερικά από τα τρομακτικά αντικείμενα στο σύμπαν – με μάζα περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Και ξέρουμε ότι υπάρχουν εδώ και εκατομμύρια χρόνια.

Οι πρώτες ανιχνεύσεις από τους αστρονόμους έγιναν όταν το σύμπαν ήταν κάτι λιγότερο από 1 δισεκατομμυρίο ετών, σε μορφή κβάζαρ – ταχύτατα αναπτυσσόμενες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.

Τώρα η νέα μας μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal Letters , χρησιμοποίησε παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να δείξει ότι υπήρχαν πολύ περισσότερες μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν από ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα. Είναι συναρπαστικό αυτό γιατί μπορεί να βοηθήσει γίνει κατανοητό πώς σχηματίστηκαν – και γιατί πολλές από αυτές φαίνονται πιο ογκώδεις από το αναμενόμενο.

Οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν “καταπίνοντας” το υλικό που υπάρχει γύρω τους, διαδικασία που παράγει τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας. Αυτή η ακτινοβολία, ωστόσο, θέτει ένα όριο στον ρυθμό με τον οποίο μπορούν να αναπτυχθούν. Το μεγάλο ερώτημα το οποίο απασχολεί τους επιστήμονες ήταν πώς αυτές οι μαύρες τρύπες του σύμπαντος κατάφεραν να γίνουν τόσο ογκώδεις τόσο νωρίς.

Υπάρχουν διάφορες θεωρίες για τον σχηματισμό μαύρων τρυπών. Η πιο γνωστή αφορά τις “αρχέγονες μαύρες τρύπες”, που δημιουργήθηκαν αμέσως μετά τη “Μεγάλη Έκρηξη”. Ωστόσο, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν μπορούν να εξηγηθούν με αυτό το μοντέλο.

Μια άλλη θεωρία αναφέρει ότι οι μαύρες τρύπες του σύμπαντος σχηματίζονται από το τέλος της ζωής των μεγάλων άστρων. Αυτά τα “σπορόφυτα” μαύρων τρυπών θα έπρεπε να μεγαλώνουν γρήγορα, ειδικά σε περιβάλλοντα πυκνών αστρικών σμηνών, για να φτάσουν σε τεράστιες μάζες.

Η τρίτη θεωρία είναι ο σχηματισμός τους από “βαρείς σπόρους”, μέσω της άμεσης κατάρρευσης τεράστιων νεφών αερίου που συγκρατούνται από τη “σκοτεινή ύλη” του σύμπαντος. Παρ’ όλα αυτά, οι σπόροι αυτοί είναι σχετικά σπάνιοι.

Πάρα πολλές μαύρες τρύπες

Για χρόνια, είχαμε μια καλή εικόνα για το πόσοι γαλαξίες υπήρχαν τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του κοσμικού χρόνου. Αλλά η εύρεση μαύρων οπών σε αυτά τα περιβάλλοντα ήταν εξαιρετικά δύσκολη (μόνο τα φωτεινά κβάζαρ μπορούσαν να αποδειχθούν).

Παρόλο που οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν ρουφώντας το υλικό που τις περιβάλλει, αυτό δεν συμβαίνει με σταθερό ρυθμό – διασπούν τη τροφή τους σε “γεύματα”, γεγονός που κάνει τη φωτεινότητά τους να ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου.

Αποδεικνύεται ότι υπάρχουν περισσότερες μαύρες τρύπες σε πρώιμους γαλαξίες από ό,τι πιστεύαμε αρχικά

Άλλη πρόσφατη, πρωτοποριακή εργασία με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ( JWST ) έχει αρχίσει να καταλήγει σε παρόμοια συμπεράσματα . Συνολικά έχουμε περισσότερες μαύρες τρύπες από αυτές που μπορούν να σχηματιστούν με άμεση κατάρρευση. Οι νέες μελέτες προσθέτουν την πιθανότητα ύπαρξης “σκοτεινών άστρων”, τα οποία μαγνητίζουν σωματίδια σκοτεινής ύλης και αργούν να καταρρεύσουν, οδηγώντας στη δημιουργία πιο ογκωδών μαύρων τρυπών.

Τώρα πιστεύουμε ότι παρόμοιες διαδικασίες θα έπρεπε να έχουν λάβει χώρα για να σχηματίσουν τους μεγάλους αριθμούς μαύρων οπών που παρατηρούμε στο πρώιμο σύμπαν.

Μελλοντικά σχέδια

Οι μελέτες για τον πρώιμο σχηματισμό μαύρης τρύπας έχουν αλλάξει τα τελευταία δύο χρόνια, αλλά κατά μία έννοια η έρευνα σε αυτό το πεδίο μόλις αρχίζει.

Αλλά είναι πραγματικά το JWST το οποίο με την λεπτομερή απεικόνισή του και τις φασματοσκοπικές του δυνατότητες αναμένεται τα επόμενα πέντε χρόνια να φέρει επανάσταση καταγράφοντας τους πραγματικούς αριθμούς των μαύρων τρυπών καθώς σχηματίζονταν οι πρώτοι γαλαξίες.

(photo: pixabay)