Ένα από τα πιο εντυπωσιακά «πορτρέτα» αναγεννημένης δραστηριότητας μαύρης τρύπας –που παρομοιάζεται με την έκρηξη ενός «κοσμικού ηφαιστείου» το οποίο απλώνεται σε σχεδόν 1 εκατομμύριο έτη φωτός στο Διάστημα– καταγράφηκε σε έναν γιγάντιο ραδιογαλαξία.
Η εντυπωσιακή αυτή εικόνα αποκαλύφθηκε όταν αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του J1007+3540 επανεκκίνησε την εκπομπή των πιδάκων της, έπειτα από σχεδόν 100 εκατομμύρια χρόνια αδράνειας.
Οι ραδιοαστρονομικές εικόνες έδειξαν τον γαλαξία «παγιδευμένο» σε μια χαοτική και βίαιη σύγκρουση ανάμεσα στους νεοενεργοποιημένους πίδακες της μαύρης τρύπας και την τεράστια πίεση που ασκεί το μαζικό σμήνος γαλαξιών μέσα στο οποίο βρίσκεται.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society και βασίστηκαν σε παρατηρήσεις από εξαιρετικά ευαίσθητα ραδιοσυμβολομετρικά όργανα: το Low Frequency Array (LOFAR) στην Ολλανδία και το αναβαθμισμένο Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) στην Ινδία.
Ενδείξεις περιοδικών εκρήξεων μαύρης τρύπας
Οι περισσότερες γαλαξίες φιλοξενούν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, όμως μόνο λίγες παράγουν τεράστιους πίδακες μαγνητισμένου πλάσματος που εκπέμπει ραδιοκύματα. Σύμφωνα με τη διεθνή ερευνητική ομάδα, ο J1007+3540 είναι μοναδικός, καθώς παρουσιάζει σαφείς ενδείξεις πολλαπλών εκρήξεων – απόδειξη ότι ο «κινητήρας» στο κέντρο του έχει ενεργοποιηθεί, απενεργοποιηθεί και επανεκκινήσει ύστερα από μεγάλες περιόδους σιωπής.
Οι ραδιοεικόνες αποκαλύπτουν έναν συμπαγή και ιδιαίτερα φωτεινό εσωτερικό πίδακα, τον οποίο η επικεφαλής ερευνήτρια Σόμπα Κουμάρι από το Midnapore City College στην Ινδία χαρακτήρισε ως αδιαμφισβήτητο σημάδι της πρόσφατης «αφύπνισης» της μαύρης τρύπας. Ακριβώς γύρω του βρίσκεται ένα «κουκούλι» παλαιότερου, εξασθενημένου πλάσματος – υπολείμματα προηγούμενων εκρήξεων, παραμορφωμένα και συμπιεσμένα από το εχθρικό περιβάλλον.
«Είναι σαν να παρακολουθείς ένα κοσμικό ηφαίστειο να εκρήγνυται ξανά μετά από αιώνες ηρεμίας – μόνο που αυτό είναι αρκετά μεγάλο ώστε να διαμορφώνει δομές που εκτείνονται σχεδόν σε ένα εκατομμύριο έτη φωτός», δήλωσε η Κουμάρι.
«Αυτή η εντυπωσιακή διαστρωμάτωση νεαρών πιδάκων μέσα σε παλαιότερους, “εξαντλημένους” λοβούς αποτελεί το χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός περιοδικού ενεργού γαλαξιακού πυρήνα (AGN), ενός γαλαξία δηλαδή του οποίου ο κεντρικός μηχανισμός ενεργοποιείται και απενεργοποιείται σε κοσμικές χρονικές κλίμακες».
Πώς το σμήνος γαλαξιών διαμορφώνει τους πίδακες
Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από τη Σόμπα Κουμάρι και τους συνεργάτες της, τον δρ. Σαμπιασάτσι Παλ από το Midnapore City College, τον δρ. Σουρατζίτ Πολ, αναπληρωτή καθηγητή στο Manipal Center for Natural Sciences στην Ινδία, και τον δρ. Μάρεκ Γιαμρόζι από το Πανεπιστήμιο Jagiellonian στην Πολωνία.
«Ο J1007+3540 είναι ένα από τα πιο καθαρά και εντυπωσιακά παραδείγματα περιοδικού AGN με αλληλεπίδραση πίδακα–σμήνους, όπου το περιβάλλον θερμό αέριο καμπυλώνει, συμπιέζει και παραμορφώνει τους πίδακες», ανέφερε ο δρ. Παλ.
Ο J1007+3540 βρίσκεται μέσα σε ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών γεμάτο με εξαιρετικά θερμό αέριο. Αυτό το περιβάλλον δημιουργεί τεράστια εξωτερική πίεση, πολύ μεγαλύτερη από εκείνη που βιώνουν οι περισσότεροι ραδιογαλαξίες. Καθώς οι αναζωπυρωμένοι πίδακες προσπαθούν να επεκταθούν προς τα έξω, κάμπτονται, συμπιέζονται και παραμορφώνονται από την αλληλεπίδρασή τους με το πυκνό μέσο.
Η εικόνα του LOFAR αποκαλύπτει ότι ο βόρειος λοβός είναι έντονα συμπιεσμένος και παραμορφωμένος, παρουσιάζοντας ένα καμπυλωτό μοτίβο οπισθοροής πλάσματος που φαίνεται να ωθείται πλευρικά από το περιβάλλον αέριο.
Η εικόνα του uGMRT δείχνει επίσης ότι αυτή η συμπιεσμένη περιοχή έχει εξαιρετικά απότομο ραδιοφάσμα, κάτι που σημαίνει ότι τα σωματίδια εκεί είναι πολύ παλιά και έχουν χάσει μεγάλο μέρος της ενέργειάς τους – ακόμη μία ένδειξη της σκληρής επίδρασης του σμήνους.
Η μακριά, αμυδρή ουρά διάχυτης εκπομπής που εκτείνεται προς τα νοτιοδυτικά αφηγείται μια εξίσου εντυπωσιακή ιστορία. Δείχνει ότι μαγνητισμένο πλάσμα παρασύρεται σε μια μεγάλη προέκταση μέσα στο περιβάλλον του σμήνους, αφήνοντας πίσω του ένα λεπτό ίχνος ηλικίας εκατομμυρίων ετών. Αυτό υποδηλώνει ότι ο γαλαξίας δεν παράγει απλώς πίδακες, αλλά ταυτόχρονα διαμορφώνεται και «σμιλεύεται» από το πανίσχυρο περιβάλλον γύρω του.
Γιατί ο J1007+3540 είναι σημαντικός για την επιστήμη
Συστήματα όπως ο J1007+3540 είναι εξαιρετικά πολύτιμα για τους αστρονόμους, καθώς αποκαλύπτουν πώς οι μαύρες τρύπες ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται, πώς εξελίσσονται οι πίδακες σε βάθος εκατομμυρίων ετών και πώς τα σμήνη γαλαξιών μπορούν να αναδιαμορφώσουν ολόκληρη τη μορφολογία ενός ραδιογαλαξία.
Ο συνδυασμός επανεκκινημένης δραστηριότητας, γιγάντιας κλίμακας και έντονης περιβαλλοντικής πίεσης καθιστά τον J1007+3540 ένα εξαιρετικό παράδειγμα της γαλαξιακής εξέλιξης «εν δράσει». Όπως επισημαίνουν οι συγγραφείς, δείχνει ότι η ανάπτυξη των γαλαξιών δεν είναι μια ήρεμη ή σταδιακή διαδικασία, αλλά μια διαρκής μάχη ανάμεσα στην εκρηκτική ισχύ των μαύρων τρυπών και τη συνθλιπτική πίεση των περιβαλλόντων στα οποία αυτές βρίσκονται.
Μελετώντας αυτόν τον γαλαξία, οι αστρονόμοι αποκτούν πολύτιμες γνώσεις σχετικά με:
- το πόσο συχνά οι μαύρες τρύπες εναλλάσσονται μεταξύ ενεργών και ήσυχων φάσεων,
- το πώς το παλαιό ραδιοπλάσμα αλληλεπιδρά με το θερμό αέριο των σμηνών,
- και το πώς οι επαναλαμβανόμενες εκρήξεις μπορούν να μεταμορφώσουν το περιβάλλον ενός γαλαξία σε κοσμικούς χρόνους.
Η ερευνητική ομάδα σκοπεύει τώρα να χρησιμοποιήσει ακόμη πιο ευαίσθητες και υψηλής ανάλυσης παρατηρήσεις, ώστε να «εισχωρήσει» βαθύτερα στον πυρήνα του J1007+3540 και να παρακολουθήσει πώς οι επανεκκινημένοι πίδακες διαδίδονται μέσα σε αυτό το ταραχώδες περιβάλλον.
Η κατανόηση συστημάτων όπως ο J1007+3540 βοηθά τους επιστήμονες να συνθέσουν το παζλ του πώς οι γαλαξίες αναπτύσσονται, σβήνουν και «ξυπνούν» ξανά, καθώς και του πώς τα τεράστια κοσμικά περιβάλλοντα μπορούν να διαμορφώνουν, να καμπυλώνουν, να παραμορφώνουν ή ακόμη και να «πνίγουν» τους πίδακες που προσπαθούν να διαφύγουν από τον κεντρικό τους κινητήρα.
Πηγή: phys.org
