Παρασκευή, 2 Ιουνίου 2017

Η σκοτεινή ύλη «ρυθμιστής» της ανάπτυξης μελανών οπών στους γαλαξίες

Νέα στοιχεία για τη σχέση ανάμεσα στο μέγεθος ενός ελλειπτικού γαλαξία και της μάζας της μαύρης τρύπας που αυτός «φιλοξενεί» στο κέντρο του, αποκαλύπτει έρευνα επιστημόνων το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian (CfA).
 
Πιο πρόσφατες έρευνες έδειξαν μια άμεση συνάφεια ανάμεσα στη μάζα της μαύρης τρύπας και τον δακτύλιο σκοτεινής ύλης περιμετρικά του γαλαξία. Έτσι, δεν ήταν ξεκάθαρο ποια σχέση ήταν η κυρίαρχη.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αν στους μεγαλύτερους γαλαξίες αναλογούν και οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες, αυτό οφείλεται στον τρόπο που η σκοτεινή ύλη που περιλαμβάνουν οι συγκεκριμένες κοσμικές δομές επηρεάζει την ανάπτυξή τους.
 
«Φαίνεται πως υπάρχει μια ισχυρή συνάφεια ανάμεσα στην ποσότητα σκοτεινής ύλης ενός γαλαξία και του μεγέθους της μαύρης τρύπας στο κέντρο του, παρόλο που οι τιμές των δύο μεγεθών κινούνται σε εντελώς διαφορετικές κλίμακες», αναφέρει ο Άκος Μπογκτάν από το CfA και επικεφαλής της έρευνας.
 
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε με σκοπό να λυθεί ένας «γρίφος» που είχε προκύψει από την παρατήρηση των ελλειπτικών γαλαξιών. Μετρήσεις στο παρελθόν είχαν δείξει μία σχέση ανάμεσα στη μάζα της κεντρικής μαύρης τρύπας και στη συνολική μάζα των αστεριών ενός ελλειπτικού γαλαξία.
 
Πιο πρόσφατες όμως έρευνες έδειξαν μια άμεση συνάφεια ανάμεσα στη μάζα της μαύρης τρύπας και τον δακτύλιο σκοτεινής ύλης περιμετρικά του γαλαξία. Έτσι, δεν ήταν ξεκάθαρο ποια σχέση ήταν η κυρίαρχη.
 
Αν και οι επιστήμονες συνάγουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης από τη βαρυτική της δράση, έχουν συμπεράνει πως κάθε γαλαξίας περιβάλλεται από έναν δακτύλιο σκοτεινής ύλης, ο οποίος έχει μάζα ίση έως και 1 τρισεκατομμυρίου αστέρων και επεκτείνεται σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιάδων ετών φωτός.
 
Για να διερευνήσουν τη σχέση ανάμεσα σε αυτούς τους δακτυλίουςδακτύλιους και τις μαύρες τρύπες, ο Μπογκτάν και οι συνάδελφοί του μελέτησαν περισσότερους από 3.000 γαλαξίες.
 
Στην ανάλυσή τους, χρησιμοποίησαν τις κινήσεις άστρων για τον υπολογισμό της μάζας των μαύρων τρυπών, και δεδομένα σχετικά με το θερμό αέριο που περιβάλλει έναν γαλαξία, για την εκτίμηση της μάζας των δακτυλίου του από σκοτεινή ύλη.
 
Έτσι, βρήκαν μία άμεση συσχέτιση ανάμεσα στα δύο μεγέθη, η οποία είναι βασικότερη από την αναλογία της μαύρης τρύπας με την αστρική μάζα του γαλαξία.
 
Όπως υποστηρίζουν, η συσχέτιση αυτή πιθανότατα οφείλεται στον τρόπο εξέλιξης των ελλειπτικών γαλαξιών, οι οποίοι σχηματίζονται από τη συγχώνευση μικρότερων γαλαξιών, με συνέπεια να προστίθενται και οι ποσότητες από σκοτεινή ύλη που περιλαμβάνει καθένας τους.
 
Η σκοτεινή ύλη όμως υπερτερεί από τη συμβατική ύλη που προκύπτει – με δεδομένο, άλλωστε, πως αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, συγκριτικά με το μόλις 4,9% της συμβατικής ύλης. Έτσι, παραμένει το κυρίαρχο συστατικό στον γαλαξία που προκύπτει, λειτουργώντας ουσιαστικά σαν ένα «κοσμικό καλούπι», που ρυθμίζει την εξέλιξή του.
 
«Στην πραγματικότητα, δημιουργεί ένα βαρυτικό “προσχέδιο”, το οποίο θα ακολουθήσουν οι αστέρες και η μαύρη τρύπα που θα σχηματισθούν στην πορεία», εξηγεί ο Μπογκτάν.
 
Η έρευνα του Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian πρόκειται να δημοσιευθεί σε επόμενη έκδοση του περιοδικού Astrophysical Journal.