Πως οι υπό συγχώνευση μαύρες τρύπες καταβροχθίζουν τα άστρα

Αστρονόμοι προτείνουν ένα νέο τρόπο παρακολούθησης για τις μαύρες τρύπες που βρίσκονται σε κατάσταση συγχώνευσης, όταν κατακομματιάζουν και καταναλώνουν νέα αστέρια. Οι ειδικοί λένε ότι η χρησιμοποίηση ενός νέου διαστημικού τηλεσκόπιου που προς το παρόν ακόμα φτιάχνεται, το LISA, θα μπορούσε να τους προσφέρει την δυνατότητα να ερευνήσουν τα βαρυτικά κύματα που παράγονται καθώς εξελίσσονται τα παραπάνω γεγονότα στις μαύρες τρύπες.

Μελέτες έχουν δείξει ότι υπερβαρέες μαύρες τρύπες μπορούν να βρεθούν στο κέντρο όλων των μεγάλων γαλαξιών. Αυτά τα αντικείμενα έχουν την τάση να κατακομματιάζουν τα αστέρια που βρίσκονται πολύ κοντά τους, με τη βοήθεια των παλιρροιακών δυνάμεων. Καταναλώνουν τότε το υλικό από το οποίο ήταν φτιαγμένο το άστρο.

Σε γενικές γραμμές, μια μόνο μαύρη τρύπα βρίσκεται στον πυρήνα του γαλαξία του "καταναλώνοντας" ένα αστέρι περίπου κάθε 100.000 χρόνια. Αλλά ο ρυθμός αυτός ανεβαίνει κατακόρυφα όταν το μεγαθήριο έχει διαταραχθεί από την ηρεμία που βρισκόταν.

Κι αυτό συμβαίνει όταν ο γαλαξίας που την φιλοξενεί συγκρούεται με έναν άλλο γαλαξία, ο οποίος διαθέτει επίσης μια παρόμοια μαύρη τρύπα στον πυρήνα του. Τελικά, οι δύο μαύρες τρύπες πλησιάζουν, και αρχίζουν να αλληλεπιδρούν.

Και εκεί είναι όπου τα πράγματα πραγματικά ξεφεύγουν από τον έλεγχο, λένε οι ερευνητές από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ (CFA). Τα δύο αντικείμενα αρχίζουν να στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο, κάνοντας μια σπειροειδή κίνηση μέχρι να συγχωνευθούν.

Και μόλις αυτό συμβεί, το βαρύ αντικείμενο πετάγεται έξω από την προηγούμενη θέση του προς τον περιβάλλοντα, χώρο του γαλαξιακού πυρήνα, ο οποίος ως γνωστόν είναι χώρος πλούσιος σε άστρα. Εκεί, αρχίζει να φέρνει τον όλεθρο και την καταστροφή, διαλύοντας όσα άστρα συναντά με ένα πολύ ψηλό ρυθμό.

Οι Nick Stone και Avi Loeb του CfA τονίζουν ότι αυτά τα γεγονότα μπορεί να παρατηρηθούν από την ανάλυση των βαρυτικών κυμάτων που παράγουν. Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στον χωροχρόνο και δημιουργούνται κατά τη διάρκεια των συγχωνεύσεων.

Το Διαστημικό Συμβολόμετρο με Λέιζερ (LISA) είναι ένα σμήνος δορυφόρων που κατασκευάζεται σήμερα από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA), που θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να δουν αυτά τα μέχρι τώρα άπιαστα βαρυτικά κύματα.

Εκτός από την δυνατότητα που θα έχει το LISA να ανιχνεύει συγκρούσεις μεταξύ δύο μαύρων οπών, πιστοποιώντας έτσι ότι υπάρχουν αυτά τα αντικείμενα και αποκτώντας με αυτό τον τρόπο μια βαθύτερη κατανόηση των γαλαξιακών συγκρούσεων, οι φυσικοί θα έχουν επίσης ένα νέο εργαλείο στη διάθεσή τους για να δοκιμάσουν τις υπάρχουσες θεωρίες.

"Θα μπορούσαμε να κάνουμε μια δοκιμή της γενικής σχετικότητας κάτω από το καθεστώς μιας ισχυρής βαρύτητας με μια πρωτοφανή ακρίβεια", εξηγεί ο Loeb.

Χρησιμοποιώντας δε στοιχεία που θα μας δώσει το LISA μαζί με μετρήσεις της μετατόπισης προς το ερυθρό των πολύ μακρινών γαλαξιών, οι αστροφυσικοί θα μπορέσουν να μελετήσουν και την σκοτεινή ενέργεια με περισσότερη λεπτομέρεια από όση έγινε ποτέ.

Αυτή η δύναμη πιστεύεται από πολλούς φυσικούς ότι είναι υπεύθυνη για την ολοένα επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος.

Η ομάδα του δημοσίευσε τις λεπτομέρειες της νέας πρότασης στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.