Μια μαύρη τρύπα σε έναν σχετικά κοντινό γαλαξία άναψε απότομα έναν ισχυρό κοσμικό φάρο και χρόνια αργότερα, εξακολουθεί να λάμπει.
Η ανακάλυψη των αστρονόμων
Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν γαλαξία του οποίου η κεντρική μαύρη τρύπα παρέμεινε εξαιρετικά φωτεινή στα ραδιοκύματα για περισσότερα από οκτώ χρόνια, αφότου η εκπομπή του αυξήθηκε ξαφνικά κατά περισσότερο από 20 φορές. Βρίσκεται περίπου 1,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Λέοντα, ο σπειροειδής γαλαξίας SDSS J110546.07+145202.4 και μπορεί να αντιπροσωπεύει το πρώτο γνωστό παράδειγμα μιας εντελώς νέας κατηγορίας ενεργών γαλαξιών.
Τα ραδιοκύματα συνήθως εμφανίζονται όταν ένα ακραίο γεγονός προκαλεί μια πηγή να φωτίσει και στη συνέχεια να εξασθενίσει σε διάστημα ημερών, εβδομάδων ή μηνών. Αυτός ο γαλαξίας εισήλθε σε μια κατάσταση διαρκούς ραδιοφωτεινότητας, σε αντίθεση με οτιδήποτε είχε παρατηρηθεί προηγουμένως γύρω από μια ταχέως αναπτυσσόμενη μαύρη τρύπα του μεγέθους της.
«Έχουμε να κάνουμε με το πρωτότυπο μιας νέας κατηγορίας γαλαξιών που υφίστανται γρήγορες αλλαγές στην εκπομπή ραδιοκυμάτων», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Phil Edwards από το CSIRO, την εθνική επιστημονική υπηρεσία της Αυστραλίας.
Το αντικείμενο ταξινομείται ως ένας γαλαξίας Seyfert 1 στενής γραμμής, ένας τύπος ενεργού γαλαξία που γενικά συνδέεται με συγκριτικά χαμηλής μάζας μαύρες τρύπες που καταναλώνουν γρήγορα υλικό. Οι ερευνητές τον περιγράφουν ως τον πρώτο γνωστό γαλαξία αυτού του είδους με μεγάλη διάρκεια ραδιοκυμάτων, επειδή οι ραδιοφωνικές του ιδιότητες υπέστησαν δραματική μεταμόρφωση και παρέμειναν έτσι.
Πώς μια αναπτυσσόμενη μαύρη τρύπα τροφοδοτεί ραδιοπίδακες
Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής τη Stefanie Komossa του Ινστιτούτου Max Planck για τη Ραδιοαστρονομία (MPIfR) διερεύνησε την έκρηξη χρησιμοποιώντας νέες παρατηρήσεις και αρχειακές μετρήσεις που καλύπτουν το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα από ραδιοκύματα έως ακτίνες Χ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο The Astrophysical Journal.
Αν και οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν φως απευθείας, η ύλη που πέφτει προς αυτές μπορεί να γίνει εξαιρετικά φωτεινή. Το αέριο και η σκόνη σπειροειδώς σχηματίζουν έναν ταχέως περιστρεφόμενο δίσκο συσσώρευσης, όπου η τριβή και η συμπίεση θερμαίνουν το υλικό. Τα μαγνητικά πεδία μπορούν επίσης να ανακατευθύνουν μέρος της εισερχόμενης ύλης σε στενούς πίδακες που απομακρύνονται από τη μαύρη τρύπα σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός.
Η ομάδα υποψιάζεται ότι μια αυξημένη ροή ύλης σε αυτή τη μαύρη τρύπα πυροδότησε έναν τέτοιο πίδακα. Αυτός ο πίδακας φαίνεται να ευθύνεται για ραδιοεκπομπές περίπου δέκα τετράκις εκατομμύρια (1016) φορές πιο έντονες από του Ήλιου.
«Η φωτεινή ραδιοακτινοβολία από ταχέως αναπτυσσόμενες, ελαφριές μαύρες τρύπες είναι σπάνια εξαρχής. Η μετάβασή τους σε μια μακροχρόνια, ραδιοφωτεινή κατάσταση δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ πριν», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας Stefanie Komossa.
Ένα μυστήριο που αψηφά την εξήγηση
Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι ο γαλαξίας άλλαξε από μια σχετικά ήσυχη ραδιοφωνική πηγή σε μια εξαιρετικά ραδιοφωνικά δυνατή. Προηγούμενη έρευνα δεν βρήκε καμία συγκρίσιμη αύξηση στο ορατό ή υπέρυθρο φως, καθιστώντας τον ραδιομετασχηματισμό ακόμη πιο ασυνήθιστο. Η συμπεριφορά φαίνεται επίσης δύσκολο να εξηγηθεί ως ένα αστέρι που διαλύεται από τη μαύρη τρύπα ή ως η πιο γνωστή μεταβλητότητα που παρατηρείται στα μπλέιζαρ, των οποίων οι πίδακες δείχνουν σχεδόν απευθείας προς τη Γη.
«Οι παρατηρήσεις παρακολούθησης με πολλά τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του ραδιοτηλεσκοπίου 100 μέτρων (328 ποδιών) στο Έφελσμπεργκ, του Australia Telescope Compact Array του CSIRO και δορυφόρων στο διάστημα, επιβεβαιώνουν τις μοναδικές ιδιότητες της πηγής», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Alexander Kraus.
Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να μην γνωρίζουν τι αύξησε ξαφνικά την τροφοδοσία της μαύρης τρύπας ή γιατί ο πίδακας της παρέμεινε ενεργός για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Η μαύρη τρύπα μπορεί να συνάντησε μια νέα δεξαμενή αερίου ή οι συνθήκες στον δίσκο συσσώρευσής της μπορεί να άλλαξαν με τρόπο που επέτρεψε τον σχηματισμό ενός ισχυρού πίδακα. Θα χρειαστεί συνεχής παρακολούθηση για να γίνει διάκριση μεταξύ αυτών των πιθανοτήτων.
Ένα παράθυρο στο πρώιμο σύμπαν
Η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα πολύτιμη επειδή η μαύρη τρύπα μοιάζει με ταχέως αναπτυσσόμενες μαύρες τρύπες που πιστεύεται ότι ήταν συνηθισμένες όταν το σύμπαν ήταν νέο. Αυτά τα αρχαία αντικείμενα είναι τόσο μακρινά που η εξέταση του άμεσου περιβάλλοντός τους είναι εξαιρετικά δύσκολη. Το SDSS J110546.07+145202.4 προσφέρει στους αστρονόμους ένα πολύ πιο κοντινό εργαστήριο για να μελετήσουν πώς μια αναπτυσσόμενη μαύρη τρύπα μπορεί να εκτοξεύσει και να διατηρήσει έναν πίδακα.
«Τέτοια γεγονότα υψηλής ενέργειας μπορούν να προσφέρουν στους αστρονόμους μια πληθώρα γνώσεων. Παρατηρώντας αυτούς τους πίδακες και τις εκρήξεις, μπορούμε να μελετήσουμε τις φυσικές διεργασίες σε μερικά από τα πιο ακραία περιβάλλοντα στο Σύμπαν», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Kovi Rose από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Σίδνεϊ του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ.
Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με το Very Long Baseline Array (VLBA) θα μπορούσαν να επιλύσουν τη δομή του πίδακα και να αποκαλύψουν πώς αλλάζει. Συνδυάζοντας σήματα που συλλέγονται από κεραίες ραδιοφώνου που διαδίδονται σε μεγάλες αποστάσεις, το τηλεσκόπιο μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά σαν ένα πολύ μεγαλύτερο τηλεσκόπιο, επιτρέποντας στους αστρονόμους να εξετάσουν συμπαγείς δομές κοντά στο κέντρο του γαλαξία.
Το επερχόμενο Square Kilometer Array, τα αστεροσκοπεία (KA) θα μπορούσαν επίσης να αποκαλύψουν περισσότερα αντικείμενα που υφίστανται παρόμοιους μετασχηματισμούς. Η εύρεση ενός μεγαλύτερου πληθυσμού θα έδειχνε αν αυτός ο γαλαξίας αποτελεί μια εξαιρετική εξαίρεση ή το πρώτο ανιχνευμένο μέλος μιας προηγουμένως κρυμμένης κατηγορίας.
«Με ευαίσθητες εγκαταστάσεις όπως τα εισερχόμενα τηλεσκόπια SKA, θα είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε παρόμοια ραδιοκύματα σε μελλοντικές έρευνες του ουρανού. Αυτό είναι κρίσιμο για την κάλυψη των κενών στην κατανόησή μας για το πρώιμο Σύμπαν», δήλωσε ο Κομόσα.
www.worldenergynews.gr
