Άνεμοι από τις μαύρες τρύπες μπορεί να σταματήσουν το σχηματισμό άστρων σε γαλαξίες

Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το διαστημικό παρατηρητήριο της ESA, Herschel, έχουν διαπιστώσει ότι οι άνεμοι που πνέουν από μια τεράστια μαύρη τρύπα παρασύρουν μακριά το απόθεμα πρώτης ύλης σχηματισμού αστεριών του γαλαξία που την φιλοξενεί. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, που βρίσκονται στα κέντρα των περισσότερων γαλαξιών, είναι εξαιρετικά πυκνά και συμπαγή αντικείμενα με μάζες ανάμεσα σε εκατομμύρια και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τον Ήλιο μας. Πολλές είναι σχετικά παθητικές, όπως αυτή που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας. Ωστόσο, ορισμένες από αυτές καταβροχθίζουν το περιβάλλον τους με μεγάλη όρεξη.

Αυτές οι ενεργές μαύρες τρύπες όχι μόνο τρέφονται με κοντινό αέριο, αλλά και αποβάλλουν μέρος του με τη μορφή ισχυρών ανέμων και πιδάκων. Οι αστρονόμοι έχουν υποψιαστεί εδώ και καιρό πως οι εκροές αυτές είναι υπεύθυνες για την αποστράγγιση των γαλαξιών από το διαστρικό τους αέριο, ιδίως εκείνα τα μόρια του αερίου από το οποίο γεννιούνται τα αστέρια. Αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει τελικά τη δραστηριότητα σχηματισμού άστρων ενός γαλαξία, την επιβράδυνση ή ενδεχομένως και την πλήρη απόσβεση της.

Άνεμος μαύρης τρύπας (στο μικρό πλαίσιο) διώχνει μακριά το γαλαξιακό αέριο (στο κέντρο της εικόνας)

Μέχρι τώρα, δεν είχε καταστεί δυνατό να συλληφθεί μια πλήρης εικόνα αυτής της διαδικασίας. Ενώ οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν ανέμους πολύ κοντά στις μαύρες τρύπες, χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια ακτίνων Χ, καθώς και να εντοπίσουν πολύ μεγαλύτερες γαλαξιακές εκροές μορίων αερίου μέσω υπέρυθρων παρατηρήσεων, δεν είχαν καταφέρει να βρουν και τα δύο στον ίδιο γαλαξία. Μια νέα μελέτη άλλαξε το σκηνικό, ανιχνεύοντας ανέμους που οδηγούνται από μια συγκεκριμένη μαύρη τρύπα από μικρότερες σε μεγαλύτερες κλίμακες.

Συνδυάζοντας παρατηρήσεις στο υπέρυθρο από το διαστημικό παρατηρητήριο της ESA, Herschel, με νέα στοιχεία από τον δορυφόρο Suzaku X-ray, της Ιαπωνίας και των ΗΠΑ, οι αστρονόμοι ανίχνευσαν τους ανέμους κοντά στην κεντρική μαύρη τρύπα, καθώς και την καθολική επίδρασή τους στην απομάκρυνση του γαλαξιακού αερίου μακριά σε έναν γαλαξία γνωστό ως IRAS F11119+3257.

Οι άνεμοι αρχίζουν μικροί και γρήγοροι, με ριπές κατά περίπου το 25% της ταχύτητας του φωτός κοντά στη μαύρη τρύπα και φυσούν μακριά κάθε χρόνο, μάζα ισοδύναμη περίπου με μια ηλιακή μάζα αερίου. Καθώς προχωρούν προς τα έξω, οι άνεμοι επιβραδύνονται αλλά σαρώνουν επιπλέον μερικές εκατοντάδες ηλιακές μάζες μορίων του αερίου ανά έτος και τις σπρώχνουν έξω από τον γαλαξία. Αυτή είναι η πρώτη έμπρακτη απόδειξη ότι οι άνεμοι των μαύρων τρυπών είναι η αιτία για την απογύμνωση των γαλαξιών που τους φιλοξενούν, από το αέριό τους ενεργοποιώντας εκροές μεγάλης κλίμακας.

Το νέο εύρημα ενισχύει την άποψη ότι οι μαύρες τρύπες μπορεί να σταματήσουν τελικά το σχηματισμό άστρων σε γαλαξίες που τις φιλοξενούν. «Το Herschel έχει ήδη φέρει επανάσταση την κατανόησή μας για το πώς γεννιούνται τα άστρα. Αυτό το νέο αποτέλεσμα τώρα θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε το γιατί και το πώς ο σχηματισμός αστέρων σε ορισμένους γαλαξίες μπορεί να επηρεαστεί, ακόμη και σε καθολικό επίπεδο και να απενεργοποιηθεί εντελώς», λέει ο Göran Pilbratt, επιστήμονας του project Herschel της ESA.

«Ο ένοχος αυτής της κοσμικής ιστορίας μυστηρίου έχει βρεθεί. Όπως πολλοί υποπτεύονταν, μια κεντρική μαύρη τρύπα μπορεί να τροφοδοτήσει εκροές αερίου μεγάλης κλίμακας, αποσβένοντας το σχηματισμό των άστρων».

Πηγή: ESA

Περισσότερα στο άρθρο: Wind from the black-hole accretion disk driving a molecular outflow in an active galaxy, από τους F. Tombesi και άλλους, Nature 519, 436–438 (26 March 2015)