Είναι ένα από τα μεγάλα μυστήρια της αστρονομίας: πώς οι μαύρες τρύπες έγιναν τόσο μεγάλες, τόσο τεράστιες, τόσο γρήγορα. Μια απάντηση σε αυτό το κοσμικό αίνιγμα δόθηκε τώρα από ερευνητές του Πανεπιστημίου Maynooth (MU) της Ιρλανδίας και δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Astronomy.
Οι χαοτικές μαύρες τρύπες
«Διαπιστώσαμε ότι οι χαοτικές συνθήκες που υπήρχαν στο πρώιμο σύμπαν πυροδότησαν τις πρώιμες, μικρότερες μαύρες τρύπες να εξελιχθούν στις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βλέπουμε αργότερα, μετά από μια φρενίτιδα σίτισης που καταβρόχθισε υλικό γύρω τους», λέει ο Daxal Mehta, υποψήφιος διδάκτορας στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Maynooth, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας.
«Αποκαλύψαμε, χρησιμοποιώντας υπερσύγχρονες προσομοιώσεις υπολογιστών, ότι η πρώτη γενιά μαύρων τρυπών - αυτές που γεννήθηκαν μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - μεγάλωσαν απίστευτα γρήγορα, φτάνοντας σε δεκάδες χιλιάδες φορές το μέγεθος του ήλιου μας».
«Αυτή η ανακάλυψη ξεκλειδώνει ένα από τα μεγάλα παζλ της αστρονομίας», λέει ο Δρ. Lewis Prole, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο MU και μέλος της ερευνητικής ομάδας. «Έτσι ακριβώς οι μαύρες τρύπες που γεννήθηκαν στο πρώιμο σύμπαν, όπως παρατηρήθηκαν από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, κατάφεραν να φτάσουν σε τόσο υπερμεγέθη μεγέθη τόσο γρήγορα».
Πώς οι μαύρες τρύπες αναπτύχθηκαν τόσο γρήγορα
Τα πυκνά, πλούσια σε αέριο περιβάλλοντα στους πρώιμους γαλαξίες επέτρεψαν σύντομες εκρήξεις «υπερ-συσσώρευσης Eddington». ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τι συμβαίνει όταν μια μαύρη τρύπα «τρώει» ύλη πιο γρήγορα από ό,τι είναι φυσιολογικό ή ασφαλές. Τόσο γρήγορα που θα έπρεπε να φυσάει την τροφή της μακριά με φως, αλλά με κάποιο τρόπο συνεχίζει να την τρώει ούτως ή άλλως.
Τα αποτελέσματα παρείχαν έναν «χαμένο κρίκο» μεταξύ των πρώτων αστεριών και των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που εμφανίστηκαν πολύ αργότερα.
«Αυτές οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες θεωρούνταν προηγουμένως πολύ μικρές για να εξελιχθούν στις γιγάντιες μαύρες τρύπες που παρατηρήθηκαν στο κέντρο των πρώιμων γαλαξιών», λέει ο Daxal Mehta. «Αυτό που δείξαμε εδώ είναι ότι αυτές οι πρώιμες μαύρες τρύπες, αν και μικρές, είναι ικανές να αναπτυχθούν θεαματικά γρήγορα, υπό τις κατάλληλες συνθήκες», προσθέτει.
Τύποι σπόρων μαύρων τρυπών
Οι μαύρες τρύπες διακρίνονται σε τύπους "βαρέων σπόρων" και "ελαφρών σπόρων". Οι ελαφροί τύποι σπόρων είναι σχετικά μικροί εξαρχής, μόνο περίπου δέκα έως μερικές εκατοντάδες φορές τη μάζα του ήλιου μας το πολύ και πρέπει να αναπτυχθούν από εκεί για να γίνουν "υπερμεγέθεις" - εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου.
Οι βαρείς τύποι, από την άλλη πλευρά, ξεκινούν τη ζωή τους ήδη πολύ πιο ογκώδεις, ίσως έως και εκατό χιλιάδες φορές τη μάζα του ήλιου κατά τη γέννησή τους. Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι οι βαρείς τύποι σπόρων ήταν απαραίτητοι για να εξηγήσουν την παρουσία των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών που βρέθηκαν να βρίσκονται στο κέντρο των περισσότερων μεγάλων γαλαξιών.
"Τώρα δεν είμαστε τόσο σίγουροι", λέει ο Δρ. John Regan του Τμήματος Φυσικής του MU και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. "Οι βαρείς σπόροι είναι κάπως πιο εξωτικοί και μπορεί να χρειάζονται σπάνιες συνθήκες για να σχηματιστούν. Οι προσομοιώσεις μας δείχνουν ότι οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας της "ποικιλίας κήπου" μπορούν να αναπτυχθούν με ακραίους ρυθμούς στο πρώιμο σύμπαν."
Επιπτώσεις για μελλοντική έρευνα και αποστολές
Η έρευνα του MU αναδιαμορφώνει την κατανόηση της προέλευσης των μαύρων τρυπών, αλλά υπογραμμίζει επίσης τη σημασία των προσομοιώσεων υψηλής ανάλυσης στην αποκάλυψη των πρώιμων μυστικών του σύμπαντος.
«Το πρώιμο σύμπαν είναι πολύ πιο χαοτικό και ταραχώδες από ό,τι περιμέναμε, με έναν πολύ μεγαλύτερο πληθυσμό τεράστιων μαύρων τρυπών από ό,τι περιμέναμε», λέει ο Δρ. Ρίγκαν.
Τα αποτελέσματα έχουν επίσης επιπτώσεις για τη σημαντική κοινή αποστολή LISA (Laser Interferometer Space Antenna) της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος και της NASA, η οποία έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2035.
«Οι μελλοντικές παρατηρήσεις βαρυτικών κυμάτων από αυτήν την αποστολή μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν τις συγχωνεύσεις αυτών των μικροσκοπικών, πρώιμων, ταχέως αναπτυσσόμενων μαύρων τρυπών», λέει ο Δρ. Ρίγκαν.
www.worldenergynews.gr
