Μια νέα μελέτη ενός σπάνιου και βραχύβιου τύπου γαλαξία διαπίστωσε ότι τέτοια αντικείμενα φιλοξενούν αδρανείς υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που ξυπνούν για λίγο για να διαλύσουν ένα τεράστιο αστέρι και να καταβροχθίσουν τα υπολείμματά του ως γιγάντιο κοσμικό πρωινό.
Τα «συμπαγή συμμετρικά αντικείμενα» ή CSO, είναι ενεργοί γαλαξίες από τους οποίους αναδύονται δύο πίδακες με ταχύτητα σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Αυτοί οι πίδακες είναι συνηθισμένοι στους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN), στην καρδιά των οποίων οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες τροφοδοτούνται από αέριο και σκόνη που το περιβάλλουν – αλλά οι πίδακες από τους CSO είναι διαφορετικοί.
Ενώ οι πίδακες από AGN μπορούν να εκτείνονται σε απόσταση άνω των 230.000 ετών φωτός προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, οι πίδακες CSO παρουσιάζουν καθυστέρηση, εκτείνοντας μόνο περίπου 1.500 έτη φωτός.
Οι επιστήμονες είχαν προηγουμένως θεωρήσει ότι τα αεριωθούμενα αεροπλάνα CSO είναι μικρά επειδή είναι νεοσχηματισμένα ή νεαρά. Τώρα μια ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) ανακάλυψε ότι αυτοί οι πίδακες έχουν απλώς μικρή διάρκεια ζωής.
Σχετίζεται με: Νέα άποψη της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στην καρδιά του Γαλαξία μας υποδηλώνει ένα συναρπαστικό κρυφό χαρακτηριστικό (Εικόνα)
«Αυτές οι ΟΚΠ δεν είναι νέοι. «Δεν θα αποκαλούσατε έναν 12χρονο σκύλο νέο, ακόμα κι αν έχει ζήσει πιο σύντομη ζωή από έναν ενήλικο άνθρωπο», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας μελέτης Anthony Readhead, ομότιμος καθηγητής αστρονομίας στο Caltech. «Αυτά τα αντικείμενα είναι ένα ξεχωριστό είδος που ζει και πεθαίνει σε χιλιάδες χρόνια, αντί για τα εκατομμύρια χρόνια που είναι κοινά σε γαλαξίες με μεγαλύτερους πίδακες».
Οι μαύρες τρύπες δίνουν στους γαλαξίες μια ζωή σκύλου
Για να λύσουν το μυστήριο των CSO και να αποκαλύψουν την πραγματική τους φύση, ο Readhead και οι συνεργάτες του πέρασαν δύο χρόνια εξετάζοντας 3.000 υποψηφίους CSO σε προηγούμενη βιβλιογραφία και αστρονομικά δεδομένα από το Very Long Baseline Array (VLBA) και άλλα ραδιοτηλεσκόπια υψηλής ανάλυσης.
«Οι παρατηρήσεις VLBA είναι οι πιο λεπτομερείς στην αστρονομία, παρέχοντας εικόνες με λεπτομέρειες ισοδύναμες με τη μέτρηση του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας σε απόσταση 100 μιλίων». [160 kilometers]είπε ο Ρέντχεντ.
Η ομάδα επιβεβαίωσε 64 από αυτούς τους υποψηφίους ως CSO και επίσης ανακάλυψε επιπλέον 15 από αυτούς τους σπάνιους γαλαξίες. Αναλύοντας αυτές τις CSO, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτοί οι σπάνιοι τύποι γαλαξιών εκπέμπουν πίδακες μόνο για 5.000 χρόνια ή λιγότερο και στη συνέχεια εξαφανίζονται.
«Τα αεριωθούμενα αεροπλάνα CSO είναι πίδακες υψηλής ενέργειας, αλλά φαίνεται να κλείνουν», δήλωσε το μέλος της ομάδας Vikram Ravi, επίκουρος καθηγητής στο Caltech. «Οι πίδακες σταματούν να ρέουν από την πηγή».
Η ομάδα εντόπισε έναν ύποπτο για την εκπομπή αυτών των πίδακα: Πιστεύουν ότι στο κέντρο των CSO υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που διαλύουν αστέρια που πλησιάζουν πολύ κοντά τους στα λεγόμενα «γεγονότα παλιρροϊκής διαταραχής» (TDEs).
Όταν τα αστέρια πλησιάζουν πολύ σε μια μαύρη τρύπα, η τεράστια βαρύτητα της δημιουργεί ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις στο αστρικό σώμα. Αυτές οι παλιρροϊκές δυνάμεις επεκτείνουν το αστέρι κατακόρυφα ενώ το συμπιέζουν οριζόντια, μια διαδικασία που ονομάζεται «σπαγγέτιρωση».
Αυτό το αστρικό noodle τυλίγεται γύρω του, σχηματίζοντας έναν δίσκο ύλης που σταδιακά τρώγεται από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Αλλά οι μαύρες τρύπες τρώνε ακατάστατα, και μέρος αυτής της αστρικής ύλης διοχετεύεται προς τους πόλους αυτών των κοσμικών τεράτων. Από εκεί, μέρος του υλικού διοχετεύεται ως πίδακας. Αυτή η διαδικασία TDE συνοδεύεται από απίστευτα έντονες εκπομπές φωτός, σηματοδοτώντας στους αστρονόμους την ύπαρξη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών.
«Πιστεύουμε ότι ένα μόνο αστέρι σκίζεται και μετά όλη η ενέργεια στέλνεται με πίδακες κατά μήκος του άξονα γύρω από τον οποίο περιστρέφεται η μαύρη τρύπα», εξήγησε ο Readhead. «Η γιγάντια μαύρη τρύπα ξεκινάει αόρατη για εμάς, και μετά όταν καταπιεί ένα αστέρι, μπουμ! Η μαύρη τρύπα έχει καύσιμα και μπορούμε να τη δούμε».
Ωστόσο, δεν είναι οποιοδήποτε αστέρι, ως CSO, μπορεί να είναι το χαοτικό κοσμικό γεύμα που φέρνει στη ζωή μια μαύρη τρύπα. Η ομάδα υποθέτει ότι ένα CSO σχηματίζεται μόνο όταν ένα πραγματικά τεράστιο αστέρι σκίζεται από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε ένα TDE.
«Οι TDE που έχουμε δει μέχρι στιγμής κράτησαν μόνο λίγα χρόνια», εξήγησε ο Ravi. «Πιστεύουμε ότι τα αξιοσημείωτα TDE που τροφοδοτούν τους CSO διαρκούν πολύ περισσότερο επειδή τα αστέρια που καταστρέφονται είναι πολύ μεγάλα, πολύ ογκώδη ή και τα δύο».
Ο Readhead και οι συνάδελφοί του μπόρεσαν επίσης να δημιουργήσουν ένα «κοσμικό οικογενειακό άλμπουμ» που δείχνει πώς εξελίσσονται οι ΟΚΠ και τα τζετ τους με την πάροδο του χρόνου. Οι νεότεροι CSO έχουν μικρότερους πίδακες που βρίσκονται πιο κοντά στην κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, ενώ οι παλαιότεροι CSO έχουν μεγαλύτερους πίδακες που βρίσκονται πιο μακριά από την τοποθεσία του TDE.
Η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ενώ η συντριπτική πλειονότητα των ΟΚΠ θα πεθάνει, το 1% από αυτούς θα βιώσει μακροχρόνια γεγονότα με εκτεταμένους πίδακες, όπως αυτά που παρατηρούνται στον Κύκνο Α, μια μακρινή υπερμεγέθη μαύρη τρύπα της οποίας οι πίδακες συγκλίνουν με τη Γη. κατηγορία αντικειμένων που ονομάζονται blazars.
Σε αυτά τα 1 στα 100 μακρόβια γεγονότα, οι ερευνητές υποπτεύονται ότι η κεντρική μαύρη τρύπα τροφοδοτείται από πρόσθετο αέριο και σκόνη που δημιουργείται από τη συγχώνευση του γαλαξία που φιλοξενεί με έναν άλλο.
ΠΑΡΟΜΟΙΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ:
— Ο μυστηριώδης «λόξυγκας» της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας πιθανότατα προκαλείται από τα «χτυπήματα» της γειτονικής μαύρης τρύπας.
– Το λαμπρότερο κβάζαρ που έχει δει ποτέ τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα που τρώει «έναν ήλιο την ημέρα».
—Οι επιστήμονες βρίσκουν ένα αστέρι με μαύρη τρύπα να σπαγγάει εντυπωσιακά κοντά στη Γη
Για τον Readhead, αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν μια θεωρία που πρότεινε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1990, όταν είχαν ανακαλυφθεί μόνο τρεις ΟΚΠ. Όταν προτάθηκε για πρώτη φορά αυτή η ιδέα, σε μεγάλο βαθμό δεν αναγνωρίστηκε από την ευρύτερη επιστημονική κοινότητα, αλλά αναμένεται να κερδίσει έλξη με αυτά τα νέα ευρήματα.
«Η υπόθεση ξεχάστηκε σχεδόν καθώς πέρασαν χρόνια πριν αρχίσουν να συσσωρεύονται παρατηρητικές αποδείξεις για TDEs», είπε ο Readhead. «Αυτά τα αντικείμενα είναι στην πραγματικότητα ένας ξεχωριστός πληθυσμός με τη δική τους προέλευση και τώρα εναπόκειται σε εμάς να μάθουμε περισσότερα για αυτά και πώς προέκυψαν».
«Η ικανότητα μελέτης αυτών των αντικειμένων σε χρονικές κλίμακες ετών έως δεκαετιών αντί για εκατομμύρια χρόνια άνοιξε την πόρτα σε ένα εντελώς νέο εργαστήριο για τη μελέτη των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και των πολλών απροσδόκητων και απρόβλεπτων εκπλήξεων που επιφυλάσσουν».
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε σε τρεις μελέτες στο The Astrophysical Journal τον περασμένο μήνα.