Οι μαύρες τρύπες είναι η εξέλιξη των αστέρων. Ή μήπως όχι;

Πριν από λίγο καιρό, οι επιστήμονες κατάφεραν να κατασκευάσουν την πρώτη φωτογραφία μίας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας (μελανής οπής). Ένα τέτοιο γεγονός δεν είναι παρά τεράστιας ιστορικής σημασίας στους κόσμους της αστρονομίας και της αστροφυσικής.

Γι’ αυτό και έκανε αρκετούς να ενθουσιαστούν, άλλους να δακρύσουν και κάποιους ακόμα και να κλάψουν από την συγκίνηση.

Αυτή η φωτογραφία επιβεβαίωσε πολλές από τις μέχρι τώρα θεωρίες, και έδωσε το θάρρος στους επιστήμονες να αναζητήσουν με μεγαλύτερο ζήλο απαντήσεις στα ερωτήματα για αυτά τα σκοτεινά αντικείμενα.

Ανάμεσα σε αυτούς, βρίσκονται και οι αστροφυσικοί του Western University (Department of Physics & Astronomy) που πιθανότατα να έχουν μία νέα εξήγηση για το πως σχηματίζονται οι μαύρες τρύπες.

Οι Shantanu Basu (διεθνώς αναγνωρισμένος για το έργο του) και Arpan Das εισηγούνται σε μία πρόσφατη έρευνα τους, ότι δεν σχηματίζονται όλες οι μαύρες τρύπες από τα απομεινάρια ενός αστέρα.

Το συγκεκριμένο μοντέλο ίσως είναι ικανό να βοηθήσει τους επιστήμονες να μπορέσουν να εξηγήσουν πως δημιουργήθηκαν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες κατά τα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης του σύμπαντος.

Σύμφωνα με αυτά που γνωρίζαμε μέχρι σήμερα και με τις ισχύουσες θεωρίες, οι μαύρες τρύπες με μάζα ίσης με έναν γιγάντιο αστέρα, δημιουργούνται όταν το κέντρο ενός μεγάλου μεγέθους αστέρα καταρρέει υπό την ίδια του την μάζα.

Σε αντίθεση με το παραπάνω, οι συγκεκριμένοι ερευνητές, προτείνουν ένα μοντέλο όπου οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίζονται πάρα πολύ γρήγορα μέσα σε ένα πάρα πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Ύστερα από αυτό το διάστημα ξαφνικά σταμάτησαν να σχηματίζονται άλλες.

Όπως αναφέρει ο Basu, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είχαν στην διάθεση τους ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα, μέσα στο οποίο αναπτύχθηκαν ταχύτατα. Μετά από κάποιο σημείο η κοσμική ραδιενέργεια που δημιουργήθηκε από τις άλλες μαύρες τρύπες και τους αστέρες, σταμάτησε τον σχηματισμό νέων μαύρων τρυπών τέτοιου μεγέθους.

Στην νέα αυτή υπόθεση, οι Basu και Das μιλούν για το γεγονός ότι κάποιες μαύρες τρύπες προέρχονται από άμεσες καταρρεύσεις (direct-collapse), και όχι από τα απομεινάρια κάποιου αστέρα.

Οι δύο επιστήμονες ανέπτυξαν το νέο μαθηματικό μοντέλο υπολογίζοντας την συνάρτηση της μάζας των υπερμεγεθών μαύρων τρυπών που σχηματίζονται μέσα σε μία περιορισμένη χρονική περίοδο και υπόκεινται μία ραγδαία εκθετική αύξηση της μάζας τους.

Η αύξηση της μάζας μπορεί να ρυθμιστεί από το όριο Eddington, το οποίο τίθεται από την ισορροπία των δυνάμεων της ακτινοβολίας και  των δυνάμεων της βαρύτητας, ή από την άλλη μπορεί να το υπερβεί κατά ένα μέτριου μεγέθους συντελεστή.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, πολλές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που έχουν δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο, έχουν ανακαλυφθεί μέσα στην τελευταία δεκαετία. Επίσης πιστεύουν ότι σχηματίστηκαν μέσα στην χρονική περίοδο των 800 εκατομμυρίων ετών μετά την Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang), διότι παρουσιάζουν υψηλή ερυθρή μετατόπιση – redshift.

Αυτή η υπόθεση δίνει μία απάντηση στο από που προήλθαν τέτοιες μαύρες τρύπες, όμως αντιτίθεται στις υπάρχουσες θεωρίες και σε όσα γνωρίζουμε έως τώρα για τον σχηματισμό και την ανάπτυξη μιας μαύρης τρύπας.

Πιο συγκεκριμένα, το μοντέλο της άμεσης κατάρρευσης επιτρέπει την ύπαρξη αρχικών μαζών που είναι αρκετά μεγαλύτερες από αυτές που συνεπάγονται από την θεωρία της κατάρρευσης των αστέρων, και μπορεί να δώσει μία άρτια εξήγηση σε όσα παρατηρούνται.

Η μελέτη έχει δημοσιευθεί στο The Astrophysical Journal Letters.

Πηγές

• www.engadget.com – Scientists think some supermassive black holes didn’t start as stars
• phys.org – Researchers decipher the history of supermassive black holes in the early universe

Μοιραστείτε το άρθρο