Τεράστιες μαύρες τρύπες υπήρχαν ήδη στο νηπιακό σύμπαν

Οι αστρονόμοι ανίχνευσαν αχνά σήματα ακτινοβολίας-Χ (που συνήθως παράγεται από την ύλη όταν παρασύρεται σε μια μαύρη τρύπα), τα οποία πιστεύουν ότι αποτελούν τα απομεινάρια από γιγάντιες και ακόρεστες μαύρες τρύπες, οι οποίες υπήρχαν ήδη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ακόμα το σύμπαν βρισκόταν στη νηπιακή ηλικία του.

Η εικόνα δείχνει ένα μέρος του Βαθύ Πεδίου Chandra/Hubble με τους πιο μακρινούς γαλαξίες

Σύμφωνα με την επιστημονική μελέτη φαίνεται ότι οι πρώτες μαύρες τρύπες στις κεντρικές περιοχές των...
νέων γαλαξιών, ήταν πολύ δύσκολο να εντοπιστούν γιατί σκεπάζονταν από ένα πέπλο κοσμικής σκόνης και αερίου υδρογόνου.

Γι αυτό το λόγο οι αστρονόμοι από το πανεπιστήμιο του Γιέηλ αξιοποίησαν το τηλεσκόπιο ακτίνων-Χ Chandra της NASA, εστιάζοντας την προσοχή τους σε περίπου 250 γαλαξίες, τους οποίους αρχικά είχαν επιλέξει με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Hubble. Ο πιο απομακρυσμένος από αυτούς τους γαλαξίες απέχει γύρω στα 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, δηλαδή έχει ηλικία «μόλις» 700 εκατομμυρίων ετών μετά το αρχικό Big Bang της δημιουργίας του σύμπαντος.

Τα νέα ευρήματα υποστηρίζουν τη θεωρία ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες παίζουν ένα διπλό ρόλο καταστροφής και αναδημιουργίας στο επίκεντρο των γαλαξιών. «Αυτές οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι υπερβολικά μεγάλες μαύρες τρύπες ήδη υπήρχαν 700 έως 800 εκατομμύρια χρόνια μετά την αρχική «Μεγάλη Έκρηξη», πράγμα που σημαίνει ότι είτε εξαρχής γεννήθηκαν γιγάντιες, είτε αναπτύχθηκαν με ραγδαίο ρυθμό. Οποιοδήποτε σενάριο μάς λέει περισσότερα πράγματα από αυτά που ξέρουμε, πράγμα που είναι συναρπαστικό», όπως λένε οι ερευνητές.

Στη νέα έρευνα, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι οι πρώτες μαύρες τρύπες βρίσκονταν στην πραγματικότητα στον πυρήνα των γαλαξιών – όπως και σήμερα.

Ένα άλλο σημαντικό συμπέρασμα της νέας εργασίας ήταν ότι η εξέλιξη των σκοτεινών κολοσσών φαίνεται ότι ήταν άρρηκτα συνδεδεμένη με την εξέλιξη των γαλαξιών που τους φιλοξενούν. Αυτό το είχαν υποθέσει και πριν, αλλά στην πραγματικότητα ποτέ δεν είχε επαληθευτεί.

Οι ειδικοί διαπίστωσαν επίσης μια σαφή συσχέτιση μεταξύ της μάζας των μαύρων οπών και της μάζας της σκοτεινής ύλης στα φωτοστέφανα γύρω από τους γαλαξίες.

Οι πρώιμες μαύρες τρύπες εντοπίστηκαν έμμεσα χάρη στις υψηλής ενέργειας «υπογραφές» τους στο φάσμα της ακτινοβολίας-Χ, η οποία μπόρεσε να περάσει μέσα από τα πυκνά νέφη σκόνης και αερίων στους γαλαξίες που τις φιλοξενούσαν (τα νέφη αυτά εμποδίζουν τα οπτικά τηλεσκόπια να δουν τις αρχέγονες μαύρες τρύπες). Είναι οι πιο βαθιές στο σύμπαν «εικόνες» ακτίνων-Χ που έχουν ληφθεί ποτέ. Αρχαίες μαύρες τρύπες έχουν εντοπιστεί και στο παρελθόν, όμως είναι η πρώτη φορά που έχει γίνει μαζική ανίχνευσή τους σε τόσο μεγάλη κλίμακα γαλαξιών.

Υπολογίζεται ότι μεταξύ 30% και 100% των μακρινών γαλαξιών περιέχουν μαύρες τρύπες σούπερ-μεγέθους. Σύμφωνα με μια εκτίμηση, υπάρχουν τουλάχιστον 30 εκατομμύρια υπερβαρέες μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν, 10.000 φορές περισσότερες από τα κβάζαρ, τα πολύ φωτεινά γαλαξιακά κέντρα, που μοιάζουν με μαύρες τρύπες.

«Φαίνεται πως βρήκαμε ένα τελείως νέο πληθυσμό μαύρων τρυπών-μωρών, οι οποίες θα μεγαλώσουν κατά 100 ή 1.000 φορές, ώσπου τελικά να γίνουν οι γιγάντιες μαύρες τρύπες που βλέπουμε σήμερα, μετά από σχεδόν 13 δισεκατομμύρια χρόνια», δήλωσε ο συνυπεύθυνος της έρευνας. Ένας τέτοιος μαζικός πληθυσμός νηπιακών μαύρων τρυπών είχε προβλεφθεί θεωρητικά, αλλά ποτέ ως τώρα δεν είχε παρατηρηθεί.

«Μέχρι σήμερα δεν είχαμε ιδέα τι έκαναν οι μαύρες τρύπες στους πρώιμους γαλαξίες – ούτε καν ήμασταν σίγουροι αν υπήρχαν. Τώρα ξέρουμε ότι υπάρχουν και ότι μεγαλώνουν σαν τρελές», δήλωσε ο ερευνητής Ezequiel Treister του πανεπιστημίου της Χαβάης. Το ερώτημα πάντως παραμένει με ποιο τρόπο σχηματίστηκαν οι πρώτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, αλλά και πώς μεγαλώνουν τόσο γρήγορα. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μαύρες τρύπες και γαλαξίες, με κάποιο συμβιωτικό τρόπο, μεγαλώνουν παράλληλα και αυτή η διαδικασία έχει αρχίσει ήδη από τα πρώτα στάδια του σύμπαντος.

(από space, physics4u)