Υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να παραμονεύουν παντού στο σύμπαν

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (SMBH), είναι εκατομμύρια ή ακόμη και δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου και πιστεύεται ότι βρίσκονται στο κέντρο  σχεδόν κάθε γαλαξία, συμπεριλαμβανομένου και του Γαλαξία μας. Μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα από τις μεγαλύτερες που βρέθηκαν ποτέ, που ανακαλύφθηκε σε μια αραιή περιοχή του τοπικού σύμπαντος υποδεικνύει ότι αυτά τα τερατώδη αντικείμενα - η συγκεκριμένη ισούται με 17 δισεκατομμύρια ήλιους - μπορεί να είναι πιο συνηθισμένα από ό, τι νομίζαμε, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνια.

Μέχρι τώρα, οι μεγαλύτερες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - αυτές με μάζες περίπου 10 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από του ήλιου μας - έχουν βρεθεί στους πυρήνες των πολύ μεγάλων γαλαξιών σε περιοχές φορτωμένες με άλλους μεγάλους γαλαξίες. Η σημερινή κάτοχος του ρεκόρ, που ανακαλύφθηκε στο σμήνος Coma από την ομάδα UC Berkeley το 2011, βρίσκεται στη κλίμακα μεγέθους των 21 δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών και στη λίστα του  Guinness Book of World Records.
Η πρόσφατα ανακαλυφθείσα μαύρη τρύπα βρίσκεται στον γαλαξία, NGC 1600, στην αντίθετη πλευρά του ουρανού από το Coma Cluster σε σχετική έρημο, δήλωσε η Chung-Pei Ma, επικεφαλής της ομάδας  που έκανε την ανακάλυψη,  Η Chung-Pei Ma, είναι καθηγήτρια αστρονομίας στο Berkeley και επικεφαλής της MASSIVE Survey, μιας μελέτης από τους πιο μεγάλους γαλαξίες και υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο τοπικό σύμπαν με στόχο την κατανόηση, του πώς σχηματίζονται και μεγαλώνουν.
Αν και η εύρεση μιας γιγαντιαίας μαύρης τρύπας σε ένα τεράστιο γαλαξία σε μια πυκνοκατοικημένη περιοχή του σύμπαντος ήταν αναμενόμενη- φαινόταν λιγότερο πιθανό ότι θα μπορούσαν να βρεθούν σε μικρές περιοχές του σύμπαντος.

"Πλούσιες ομάδες γαλαξιών, όπως ο Cluster Coma είναι πολύ, πολύ σπάνιες, αλλά υπάρχουν αρκετοί γαλαξίες στο μέγεθος του NGC 1600 που βρίσκονται σε ομάδες γαλαξιών μεσαίου μεγέθους," είπε η Ma. "Έτσι, το ερώτημα τώρα είναι, είναι αυτό η κορυφή ενός παγόβουνου;" " Ίσως υπάρχουν πολύ περισσότερες τερατώδεις μαύρες τρύπες εκεί έξω που δεν ζουν σε ένα ουρανοξύστη στο Μανχάταν, αλλά σε ένα ψηλό κτίριο κάπου στις μεσοδυτικές πεδιάδες. "


Ενώ η μαύρη τρύπα που ανακαλύφθηκε το 2011 στο γαλαξία NGC 4889 στο σύμπλεγμα Coma εκτιμάται ότι έχει ένα ανώτατο όριο των 21 δις ηλιακών μαζών, το φάσμα των πιθανών μαζών ήταν μεγάλο: από 3 δισεκατομμύρια και 21 δισεκατομμύρια ήλιους. Η  εκτίμηση της 17-δις-ηλιακής μάζας για την κεντρική μαύρη τρύπα στο γαλαξία NGC 1600 είναι πολύ πιο ακριβής, με μια σειρά (τυπική απόκλιση) 15,5 - 18500000000 ηλιακές μάζες.


Είναι ενδιαφέρον, ότι τα άστρα γύρω από το κέντρο του NGC 1600 κινούνται ως εάν η μαύρη τρύπα να ήταν δυαδική. Οι δυαδικές μαύρες τρύπες αναμένεται να είναι κοινές σε μεγάλους γαλαξίες, δεδομένου ότι οι γαλαξίες πιστεύεται ότι αυξάνονται με τη συγχώνευση με άλλους γαλαξίες, καθένας από τους οποίους θα φέρει κατά πάσα πιθανότητα μια κεντρική μαύρη τρύπα. Αυτές οι μαύρες τρύπες είναι πιθανό να βυθιστούν στον πυρήνα του νέου και μεγαλύτερου γαλαξία και, μετά από ένα τροχιακό χορό, θα συγχωνευτούν με την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων. Το προτεινόμενο Evolved Laser Interferometer Space Antenna ή ELISA, έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα που παράγονται από τη συγχώνευση τεράστιων μαύρων τρυπών, ενώ οι άλλες ομάδες ψάχνουν για ενδείξεις βαρυτικών κυμάτων από συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών, σε ασυμφωνία (απόκλιση), της κλίμακας των nanosecond, στις ακριβείς χρονικά περιοδικές λάμψεις, της κλίμακας των millisecond, των πάλσαρ.


Η Ma και οι συνεργάτες της, ανέφεραν την ανακάλυψη της μαύρης τρύπας, η οποία βρίσκεται περίπου 200 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Ηριδανού, στην έκδοση του περιοδικού Nature, στις 6η Απριλίου .

Σε αναζήτηση των υπολειμμάτων των κβάζαρ


Οι μαύρες τρύπες σχηματίζονται όταν η ύλη γίνεται τόσο πυκνή που ούτε το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από την βαρυτική έλξη της. Στο πρώιμο σύμπαν, όταν το αέριο ήταν άφθονο, μερικές αδηφάγες μαύρες τρύπες μεγάλωσαν για να γίνουν εξαιρετικά ογκώδεις, καταπίνοντας το, εκπέμποντας τεράστια ποσά ενέργειας. Κοιτάζοντας πίσω στο χρόνο στο μακρινό σύμπαν, αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εμφανίζονται ως πολύ φωτεινά κβάζαρ. Καθώς οι αστρονόμοι κοιτάζουν πιο προσεκτικά, όμως, βλέπουν γαλαξίες με ελάχιστο αέριο - έχει ήδη μετατραπεί σε άστρα - και καθόλου κβάζαρ. Οι πιο μεγάλης μάζας αυτών των τοπικών γαλαξιών μπορεί, ωστόσο, να είναι το "σπίτι" παλαιών κβάζαρ στους πυρήνες τους. Η Ma λέει ότι οι τερατώδεις μαύρες τρύπες που η ομάδα της ανακάλυψε το 2011 στο NGC 4889 και NGC 3842, η κάθε μια ζυγίζει περίπου 10 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, μπορεί να είναι ένα αδρανές κβάζαρ.


Επειδή ο NGC 1600 είναι ένας παλιός γαλαξίας με λίγα νέα άστρα σχηματισμένα, η Ma υποψιάζεται ότι, επίσης, ενδέχεται να φέρει ένα αρχαίο κβάζαρ που κάποτε έλαμψε έντονα αλλά τώρα "κοιμάται". Θα είναι το πρώτο που ανακαλύφθηκε σε μια αραιοκατοικημένη περιοχή του τοπικού σύμπαντος, είπε.


"Τα φωτεινότερα κβάζαρ, ίσως φιλοξενούν τις πιο ογκώδεις μαύρες τρύπες, δεν χρειάζεται απαραίτητα να ζουν στις πυκνότερες περιοχές του σύμπαντος", είπε. Η NGC 1600 είναι η πρώτη τεράστια μαύρη τρύπα που ζει έξω από ένα πλούσιο περιβάλλον στο τοπικό σύμπαν, και θα μπορούσε να είναι το πρώτο παράδειγμα απογόνου ενός πολύ φωτεινού κβάζαρ που επίσης δεν ζουν σε μια προνομιακή τοποθεσία."


Η  MASSIVE Survey, χρηματοδοτήθηκε το 2014 από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών για να ζυγίσει τα άστρα, την σκοτεινή ύλη και τις κεντρικές μαύρες τρύπες των 100 πιο μεγάλων σε μάζα, κοντινών γαλαξιών: των μεγαλύτερων από 300 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες και στην περιοχή 350 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, μια περιοχή που περιέχει εκατομμύρια γαλαξιών. Μεταξύ των στόχων της είναι να βρει τους απογόνους των φωτεινών κβάζαρ που μπορεί να "κοιμούνται" ανύποπτα σε μεγάλους κοντινούς γαλαξίες.


Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο γαλαξία NGC 1600 είναι ένα από τα πρώτα επιτεύγματα του έργου, αποδεικνύοντας την αξία της συστηματικής αναζήτησης του νυχτερινού ουρανού και όχι μόνο της έρευνας σε πυκνοδομημένες περιοχές όπως αυτές που καταλαμβάνονται από μεγάλα σμήνη γαλαξιών, όπως το Coma  και το σμήνος της Παρθένου. Τα νέα ευρήματα συνδυάζουν δεδομένα εικόνας από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και φάσματα που λαμβάνονται από το τηλεσκόπιο Gemini  στη Χαβάη και το Παρατηρητήριο McDonald στο Τέξας.


Με βάση τα φάσματα του Gemini του κέντρου του γαλαξία NGC 1600, τα περισσότερα αστέρια μέσα στη σφαίρα επιρροής της μαύρης τρύπας - μια περιοχή σε ακτίνα περίπου 3.000 έτη φωτός  - ταξιδεύουν σε κυκλικές τροχιές γύρω από τη μαύρη τρύπα, με πολύ λίγα να κινούνται ακτινικά προς τα έσω ή προς τα έξω. Είναι λες και τα αστέρια σε ακτινικές τροχιές προς τη μαύρη τρύπα να εκσφενδονίζονται μακριά,είπε η Ma.


Αυτό θα συνέβαινε μόνο αν τα πλησιέστερα άστρα διασκορπίζονταν από ένα ζευγάρι μαύρων τρυπών και εξσφενδονίζονταν μακριά, ακριβώς όπως η NASA τις  διαστημοσυσκευές γύρω από άλλους πλανήτες για να κινούνται πιο γρήγορα μέσα από το ηλιακό σύστημα.


Η σφαίρα επιρροής της μαύρης τρύπας,  είναι πολύ μεγαλύτερη από τον ορίζοντα γεγονότων, το σημείο μη επιστροφής, και θα είναι περίπου οκτώ φορές το μέγεθος της τροχιάς του Πλούτωνα για την μαύρη τρύπα του NGC 1600 .


"Με κάποιο τρόπο τα άστρα κρατιούνται μακριά από το κέντρο των πολύ μεγάλων σε μάζα γαλαξιών, και είτε "φοβούνται" να πλησιάσουν, είτε να μπουν μέσα μήπως τα πετάξουν έξω", είπε η Ma. Οι αστρικές τροχιές γύρω από το κέντρο του NGC 1600 υποδεικνύουν την τελευταία περίπτωση, η οποία «μπορεί να είναι η υποστήριξη για μια δυαδική μαύρη τρύπα που σχηματίζεται από μια συγχώνευση."


Δυαδικές μαύρες τρύπες και "ξέπλυμα"του πυρήνα


Επειδή τα άστρα εξσφενδονίζονται έξω από μία δυαδική μαύρη τρύπα, κινούνται πιο κοντά και τελικά συγχωνεύονται. Αν ο NGC 1600 περιέχει μια δυαδική μαύρη τρύπα με μια συνολική μάζα 17 δισεκατομμύρια ήλιους, οι συνεχιζόμενες παλλόμενες ακτίνες του πάλσαρ θα έχουν την ευκαιρία να πιάσουν τα εκπεμπόμενα κύματα βαρύτητας, είπε η Ma.

Ο NGC 1600 δείχνει ότι ένα βασικό χαρακτηριστικό ενός γαλαξία με δυαδική μαύρη τρύπα στον πυρήνα του είναι ότι η κεντρική, απεμπλουτισμένη χωρίς καύσιμα περιοχή είναι το ίδιο μέγεθος με τη σφαίρα επιρροής του κέντρου του ζεύγους της μαύρης τρύπας, είπε η Ma. Εικόνες που λαμβάνονται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble αποκάλυψαν ότι το κέντρο του NGC 1600 είναι ασυνήθιστα αχνό, γεγονός που υποδηλώνει την έλλειψη άστρων κοντά στη μαύρη τρύπα. Η έλλειψη άστρων κοντά στο γαλαξιακό κέντρο διακρίνει μεγάλους σε μάζα γαλαξίες από τους συνήθεις ελλειπτικούς, οι οποίες είναι πολύ πιο φωτεινοί στους πυρήνες τους.


"Ένα δυναμικό αποτύπωμα μιας δυαδικής μαύρης τρύπας είναι ο "πλυμμένος"πυρήνας," είπε ο Ma.

Αυτή η υπογραφή θα βοηθήσει την Ma και τους συνεργάτες της να βελτιώσουν την MASSIVE Survey  και πιο γρήγορα να ανακαλύψουν τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες κοντά στην περιοχή της Γης.
Eva Cat
thecuriosityofcat
7/4/2016

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου