Οι εκλύσεις πλάσματος από μαύρες τρύπες καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνονται ολόκληροι γαλαξίες, όσο γιγαντιαίοι και να είναι αυτοί, σύμφωνα με νέα επιστημονική έρευνα.
Οι γαλαξίες μπορούν να περιλαμβάνουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια άστρα, τα οποία σχηματίζονται από ψυχρά και πυκνά αέρια. Ο κάθε μεγάλος γαλαξίας, όπως και ο δικός μας, περιβάλλεται από ένα τεράστιο «περίβλημα» αερίου, που είναι γνωστό ως CGM (cirgumgalactic medium). Το CGM αποτελεί «δεξαμενή υλικού και εκτείνεται πολύ- σε μέγεθος 10 με 20 φορές μεγαλύτερο από αυτό του ορατού τμήματος του γαλαξία. Το CGM μακροπρόθεσμα ψύχεται, στρέφεται προς τα μέσα και συσσωρεύεται, σχηματίζοντας άστρα- και ως εκ τούτου παίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό άστρων, πλανητών και, πιθανότατα, ακόμα και στην εμφάνιση ζωής σε έναν γαλαξία.
Ένα ερώτημα που απασχολούσε εδώ και καιρό τους αστρονόμους, ωστόσο, ήταν πώς οι γαλαξίες δεν έχουν ακόμα περισσότερα άστρα- τι είναι αυτός που συγκρατεί το αέριο από το να φτιάξει και άλλα άστρα. Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal Letters, της οποίας ηγήθηκαν οι αστρονόμοι Σαντσαγίτα Μπορθακούρ, του Arizona State University, και Ναμράτα Ρόι, του Raman Research Institute, υποδεικνύει ότι (σχετικά) στενοί πίδακες εξαιρετικά θερμού πλάσματος εκτοξεύονται από γιγαντιαίες μαύρες τρύπες στα κέντρα γαλαξιών και μπορεί να ασκούν επιρροή πολύ μακρύτερα από ό,τι θα αναμενόταν εκ πρώτης όψεως. Οι πίδακες αυτοί μπορεί να προκαλέσουν αναταραχή στα αέρια που οι γαλαξίες χρειάζονται για να σχηματίζουν άστρα, καθορίζοντας το πώς αυτοί αναπτύσσονται και εξελίσσονται.
Το συγκεκριμένο εύρημα «λύνει το μακροχρόνιο μυστήριο του πώς οι μαύρες τρύπες επηρεάζουν γαλαξίες, τα άστρα τους και τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε» είπε η Μπορθακούρ. «Η δουλειά αυτή ανοίγει μια νέα κατεύθυνση για την περαιτέρω διερεύνηση των λεπτομερειών της σύνδεσης ανάμεσα σε μαύρες τρύπες τρισεκατομμύρια μίλια από όπου είμαστε με το πώς βρεθήκαμε εδώ» πρόσθεσε.
Όταν μια μαύρη τρύπα «τρέφεται» ενεργά με αέριο, μπορεί να απελευθερώσει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, που θερμαίνει το γύρω αέριο. Αν και οι μαύρες τρύπες αυτές μπορούν να αποτελέσουν «εργοστάσια» θηριώδους παραγωγής ενέργειας, είναι σχετικά μικρές, με μέγεθος σαν αυτό του Ηλιακού Συστήματος. Από την άλλη, οι γαλαξίες που τις φιλοξενούν μπορούν να περιλαμβάνουν περίπου 100 δισεκατομμύρια αστρικά συστήματα τέτοιου μεγέθους.
«Το ερώτημα είναι: Πώς μπορεί κάτι τόσο μικρό να επηρεάζει ενεργειακά κάτι τόσο αχανές;» είπε η Ρόι.
Ο τρόπος με τον οποίο η ενέργεια από τις ενεργές αυτές μαύρες τρύπες φτάνει σε τέτοιες αποστάσεις και αλλάζει στην πορεία εξακολουθεί να παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξήγητος, μα η έρευνα παρουσιάζει κάποια στοιχεία.
Στο πλαίσιο της μελέτης, οι ερευνητές εστίασαν σε ενεργές μαύρες τρύπες που εκπέμπουν ισχυρούς πίδακες – σχετικά στενές εκλύσεις θερμού, ταχέως κινούμενου πλάσματος που εκτοξεύεται πέρα από τα ορατά όρια ενός γαλαξία. Οι επιστήμονες αναζήτησαν συγκεκριμένα ίχνη από τον ιονισμό, ψάχνοντας κάτι πολύ συγκεκριμένο: Ένα ίχνος ιονισμένου υδρογόνου κατά μήκος της πορείας του πίδακα- γνωστό ως H-alpha.
Η έρευνα έδειξε πως, όταν μετρήθηκε ο μέσος όρος προς όλες τις κατευθύνσεις, το σήμα/ ίχνος αυτό ήταν αδύναμο, ωστόσο σε κάποια συγκεκριμένα σημεία γινόταν πολύ ισχυρό. Αυτό έδειξε πως το αέριο δεν έλαμπε παντού ομοιόμορφα, μα ήταν ιδιαίτερα φωτεινό κατά μήκος της οδού που ακολούθησε ο πίδακας. Με πιο απλά λόγια, οι πίδακες αυτοί δεν λειτουργούν σαν «λάμπες» που φωτίζουν προς όλες τις κατευθύνσεις, μα πιο πολύ σαν ισχυρές ακτίνες που κινούνται προς συγκεκριμένες κατευθύνσεις και κάνουν το αέριο να λάμπει εκεί από όπου διέρχονται.
Οι ερευνητές επίσης βρήκαν πού οι πίδακες ασκούσαν τη μεγαλύτερη επιρροή, και ότι η λάμψη ήταν ισχυρότερη σε δύο σημεία: Κοντά στον γαλαξία, όπου ο πίδακας έρχεται πρώτη φορά σε επαφή με το CGM και πολύ πιο μακριά, κοντά στις εξώτερες παρυφές του CGM, όπου ο πίδακας απελευθερώνει το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του. Αυτό παρέχει μια πολύ καλή εικόνα όσον αφορά στο πώς μπορεί να φωτίζεται ή να διαταράσσεται το περιβάλλον αέριο, ακόμα και σε τεράστιες αποστάσεις- ένας μηχανισμός που συμβάλλει στη διαμόρφωση ενός γαλαξία, επηρεάζοντας την ανάπτυξη και εξέλιξή του, καθορίζοντας πού θα σχηματίζει άστρα και πού όχι.
