Οι μαύρες τρύπες έχουν όριο μεγέθους τις 50 δις ηλιακές μάζες.

Οι μαύρες τρύπες έχουν όριο μεγέθους τις 50 δις ηλιακές μάζες.

2 Φεβρουαρίου 2016

Μετάφραση : Π. Γερμάνης από το NewScientist.com

Ακόμη και οι αχόρταγοι δεν μπορούν να τρώνε για πάντα. Όταν οι μαύρες τρύπες στις καρδιές των γαλαξιών διογκωθούν έως και 50 δισεκατομμύρια φορές σε σχέση με τη μάζα του ήλιου μας, μπορεί να χάσουν τους δίσκους αερίου τους οποίους χρησιμοποιούν ως κοσμικά εκτροφεία.

Οι περισσότεροι γαλαξίες φιλοξενούν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο τους. Γύρω από αυτή, είναι μια περιοχή του διαστήματος όπου αέρια εγκαθίσταται σε τροχιά δημιουργώντας ένα δίσκο. Το αέριο μπορεί να χάσει ενέργεια και να πέσει προς τα μέσα, τροφοδοτώντας τη μαύρη τρύπα. Αυτοί οι δίσκοι είναι γνωστό ότι είναι ασταθής και επιρρεπής και μπορεί να καταρρεύσουν σχηματίζοντας αστέρια.

Θεωρητικά, μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να αυξηθεί τόσο πολύ που να καταπιεί το σταθερό μέρος του δίσκου και στο τέλος να τον καταστρέψει. Ωστόσο, οι περισσότεροι επιστήμονες πίστευαν ότι οι μαύρες τρύπες δεν θα ήταν στην πραγματικότητα σε θέση να το πετύχουν αυτό. «Δεν συνέβη σε μας για να ανησυχείτε γι ‘αυτό, επειδή η μάζα που απαιτείται ήταν πολύ μεγάλη,» λέει ο Andrew King του πανεπιστημίου του Λέστερ, στο Ηνωμένο Βασίλειο.

dn28647-1_800

Αλλά υπήρχαν ενδείξεις από την παρατήρηση, ότι ένα τέτοιο όριο θα πρέπει να υπάρχει. Το 2008, μια ανεξάρτητη ομάδα με επικεφαλής την Priya Natarajan του Πανεπιστημίου του Yale και του Ezequiel Treister του Πανεπιστημίου Concepcion στη Χιλή, προβληματίστηκαν για το πόσο πολύ υλικό έφαγαν οι μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν και το ελεύθερο αέριο που είχαν στη διάθεσή τους για να καταπιούν τα τελευταία χρόνια.

Λαμβάνοντας υπόψη πόσο έχουν φάει οι μαύρες τρύπες από την απαρχή του σύμπαντος, οι πιο φαγανές από αυτές θα μπορούσαν να έχουν αυξηθεί σε μέγεθος ίσο με περίπου 50 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.

Μέγα εύρημα!

Ήταν η ανακάλυψη των μεγάλων μαύρων οπών μέσα στα τελευταία χρόνια που οδήγησαν τον  Andrew King να επανέλθει στο θέμα. Οι βαρύτερες μαύρες τρύπες που έχουμε τώρα δει, έχουν μάζα έως και 40 δισεκατομμύρια φορές αυτής του ήλιου μας, διαπίστωση η οποία οδήγησε τον  King να υπολογίσει πόσο μεγάλη θα πρέπει να είναι η μαύρη τρύπα ώστε η εξωτερική άκρη της να εμποδίσει έναν δίσκο από σχηματισμό. Επίσης, επανήλθε με ένα παράδειγμα ύψους 50 δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών, το οποίο ισχυροποίησε τα προηγούμενα ευρήματα.

Χωρίς δίσκο, η μαύρη τρύπα θα σταματήσει να αυξάνεται, καθιστώντας αυτό ως το ανώτατο όριο. Ο μόνος τρόπος που θα μπορούσαν να μεγαλώσουν κι άλλο, θα ήταν αν ένα αστέρι έπεφτε κατ’ ευθείαν μέσα σ’ αυτή, ή μια άλλη μαύρη τρύπα να συγχωνευτεί με αυτή.

Αλλά καμία διαδικασία από τις δύο προηγούμενες, δε θα την παχύνει τόσο αποτελεσματικά όσο ένας δίσκος αερίων. «Αν δεν συγχωνευθεί με ένα άλλο τέρας, δε θα κάνει σχεδόν καμία διαφορά στην μάζα των μαύρων οπών, μια συγχώνευση» λέει ο King.

Αν και η Natarajan ήρθε με ένα παρόμοιο όριο, σκέφτεται ότι η προσέγγιση του King θα μπορούσε να είναι ένα κομμάτι από μια υπεραπλούστευση. Οι υπολογισμοί του King έχουν επικεντρωθεί στη σταθερότητα του δίσκου αερίου, αλλά η Natarajan υποστηρίζει ότι δεν μπορεί να αγνοήσει την ποσότητα του αερίου γύρω από τη μαύρη τρύπα, επίσης.

Όπως το θερμό αέριο δημιουργεί σπείρες πέφτοντας μέσα σε μια μαύρη τρύπα, εκτινάσσει στο υπόλοιπο του δίσκου ακτίνες Χ που καθαρίζουν το τριγύρω περιβάλλον – που σημαίνει ότι μια μαύρη τρύπα που τρέφεται πολύ γρήγορα, μπορεί να “πνιγεί” με το γεύμα της, τόσο πολύ που, καθαρίζει ακόμη και το τραπέζι με την εξαγωγή αερίου . Η διαθέσιμη ποσότητα αερίου βοηθά να καθοριστεί πότε θα συμβεί αυτό.

«Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το περιβάλλον κεντρικού γαλαξία στο οποίο η μαύρη τρύπα είναι ενσωματωμένη,» λέει η Natarajan. «Δεν είναι αρκετό να βλέπουμε μόνο τη βαρυτική σταθερότητα.».