Οι αστρονόμοι έχουν χρησιμοποιήσει τις μοναδικές δυνατότητες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble της NASA για να κοιτάξουν πιο κοντά από ποτέ στον λαιμό μιας ενεργητικής μαύρης τρύπας τέρατος που τροφοδοτεί ένα κβάζαρ.
Ένα κβάζαρ είναι ένα γαλαξιακό κέντρο που λάμπει έντονα καθώς η μαύρη τρύπα καταναλώνει υλικό στο άμεσο περιβάλλον της.
Οι νέες απόψεις Hubble του περιβάλλοντος γύρω από το κβάζαρ δείχνουν πολλά «περίεργα πράγματα», σύμφωνα με τον Bin Ren του Παρατηρητηρίου της Κυανής Ακτής και του Πανεπιστημίου Κυανής Ακτής στη Νίκαια της Γαλλίας.
“Έχουμε μερικές σταγόνες διαφορετικών μεγεθών και μια μυστηριώδη νηματοειδή δομή σε σχήμα L. Όλα αυτά βρίσκονται σε απόσταση 16.000 ετών φωτός από τη μαύρη τρύπα.”
Μερικά από τα αντικείμενα θα μπορούσαν να είναι μικροί δορυφορικοί γαλαξίες που πέφτουν στη μαύρη τρύπα και έτσι θα μπορούσαν να προσφέρουν τα υλικά που θα συσσωρευτούν στην κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, τροφοδοτώντας τον φωτεινό φάρο.
«Χάρη στην παρατηρητική δύναμη του Hubble, ανοίγουμε μια νέα πύλη για την κατανόηση των κβάζαρ», είπε ο Ρεν. «Οι συνάδελφοί μου είναι ενθουσιασμένοι γιατί δεν έχουν ξαναδεί τόση λεπτομέρεια».
Τα κβάζαρ μοιάζουν με αστέρια ως σημειακές πηγές φωτός στον ουρανό (εξ ου και το όνομα οιονεί αστρικό αντικείμενο). Το κβάζαρ στη νέα μελέτη, 3C 273, αναγνωρίστηκε το 1963 από τον αστρονόμο Maarten Schmidt ως το πρώτο κβάζαρ.
Σε απόσταση 2,5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός ήταν πολύ μακριά για ένα αστέρι. Πρέπει να ήταν πιο ενεργητικός από ποτέ, με φωτεινότητα πάνω από 10 φορές πιο φωτεινή από τους φωτεινότερους γιγάντιους ελλειπτικούς γαλαξίες.
Αυτό άνοιξε την πόρτα σε ένα απροσδόκητο νέο παζλ στην κοσμολογία: Τι τροφοδοτεί αυτή τη μαζική παραγωγή ενέργειας; Ο πιθανός ένοχος ήταν υλικό που συσσωρεύτηκε σε μια μαύρη τρύπα.
NASA, ESA, Bin Ren (Université Côte d’Azur/CNRS); Ευχαριστίες: John Bahcall (IAS); Επεξεργασία εικόνας: Joseph DePasquale (STScI)
Το 1994, η νέα αιχμηρή άποψη του Hubble αποκάλυψε ότι το περιβάλλον γύρω από τα κβάζαρ είναι πολύ πιο περίπλοκο από ό,τι αρχικά υποψιαζόταν.
Οι εικόνες υποδηλώνουν γαλαξιακές συγκρούσεις και συγχωνεύσεις μεταξύ κβάζαρ και συντρόφων γαλαξιών, όπου τα συντρίμμια πέφτουν σε καταρράκτες σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Αυτό αναζωπυρώνει τις γιγάντιες μαύρες τρύπες που οδηγούν τα κβάζαρ.
Για το Hubble, το να κοιτάς το κβάζαρ 3C 273 είναι σαν να κοιτάς απευθείας σε έναν εκτυφλωτικό προβολέα αυτοκινήτου και να προσπαθείς να δεις ένα μυρμήγκι να σέρνεται στο χείλος γύρω του. Το κβάζαρ εκβάλλει χιλιάδες φορές την ενέργεια των αστεριών σε έναν γαλαξία.
Ένα από τα πλησιέστερα κβάζαρ στη Γη, το 3C 273 απέχει 2,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. (Αν ήταν πολύ κοντά, μερικές δεκάδες έτη φωτός από τη Γη, θα φαινόταν τόσο φωτεινό όσο ο Ήλιος στον ουρανό!)
Ο φασματογράφος απεικόνισης του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (STIS) μπορεί να χρησιμεύσει ως στεφανογράφος για να μπλοκάρει το φως από κεντρικές πηγές, όχι σε αντίθεση με το πώς η Σελήνη εμποδίζει τη λάμψη του Ήλιου κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου.
Οι αστρονόμοι έχουν χρησιμοποιήσει το STIS για να αποκαλύψουν σκονισμένους δίσκους γύρω από τα αστέρια για να κατανοήσουν τον σχηματισμό πλανητικών συστημάτων και τώρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν το STIS για να κατανοήσουν καλύτερα τους γαλαξίες-ξενιστές των κβάζαρ.
Ο στεφανογράφος Hubble επέτρεψε στους αστρονόμους να κοιτάξουν οκτώ φορές πιο κοντά στη μαύρη τρύπα από ποτέ.
Οι επιστήμονες έλαβαν σπάνια εικόνα για τον εξωγαλαξιακό πίδακα υλικού του κβάζαρ μήκους 300.000 ετών φωτός που φλέγεται στο διάστημα με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός.
Συγκρίνοντας τα στεφανογραφικά δεδομένα του STIS με αρχειακές εικόνες STIS με χωρισμό 22 ετών, η ομάδα με επικεφαλής τον Ρεν κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο πίδακας κινείται πιο γρήγορα όταν είναι πιο μακριά από τη μαύρη τρύπα του τέρατος.
“Με τις λεπτές χωρικές δομές και την κίνηση πίδακα, το Hubble γεφύρωσε ένα χάσμα μεταξύ της μικρής κλίμακας ραδιοσυμβολομετρίας και των παρατηρήσεων οπτικής απεικόνισης μεγάλης κλίμακας, και έτσι μπορούμε να κάνουμε ένα παρατηρητικό βήμα προς μια πληρέστερη κατανόηση της μορφολογίας του κβάζαρ.
Η προηγούμενη άποψή μας ήταν πολύ περιορισμένη, αλλά το Hubble μας επιτρέπει να κατανοήσουμε λεπτομερώς την περίπλοκη μορφολογία των κβάζαρ και τις γαλαξιακές αλληλεπιδράσεις στο μέλλον, κοιτάζοντας περαιτέρω το 3C 273 σε υπέρυθρο φως με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να μας δώσει περισσότερες ενδείξεις», είπε ο Ρεν.
Τουλάχιστον 1 εκατομμύριο κβάζαρ είναι διάσπαρτα στον ουρανό. Είναι χρήσιμοι «προβολείς» φόντου για ποικίλες αστρονομικές παρατηρήσεις. Τα κβάζαρ ήταν πιο άφθονα περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν οι συγκρούσεις γαλαξιών ήταν πιο συχνές.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble λειτουργεί για πάνω από τρεις δεκαετίες και συνεχίζει να κάνει πρωτοποριακές ανακαλύψεις που διαμορφώνουν τη θεμελιώδη κατανόησή μας για το σύμπαν.
Το Hubble είναι ένα έργο διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της NASA και της ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία). Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ, διαχειρίζεται τις επιχειρήσεις τηλεσκοπίου και αποστολής.
Η Lockheed Martin Space, με έδρα το Ντένβερ, υποστηρίζει επίσης αποστολές στο Goddard. Το Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη, το οποίο λειτουργεί από την Ένωση Πανεπιστημίων για Έρευνα στην Αστρονομία, διεξάγει επιστημονικές επιχειρήσεις Hubble για τη NASA.
