Ποιο ήρθε πρώτο: μαύρες τρύπες ή γαλαξίες;

By | February 11, 2024

Αυτό το άρθρο έχει ελεγχθεί σύμφωνα με τη διαδικασία σύνταξης και τις πολιτικές του Science X. Οι συντάκτες έχουν δώσει έμφαση στα ακόλουθα χαρακτηριστικά διασφαλίζοντας παράλληλα την αξιοπιστία του περιεχομένου:

επαληθευμένα γεγονότα

δημοσίευση με κριτές

αξιόπιστη πηγή

ξαναδιάβασε


Απεικόνιση ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργήθηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο πρώιμο σύμπαν, που δείχνει τυρβώδεις εκροές πλάσματος που μετατρέπουν τα σύννεφα αερίων σε αστέρια. Πίστωση: ROBERTO MOLAIRE CANDANOSA / JHU

× Κλείσε


Απεικόνιση ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργήθηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο πρώιμο σύμπαν, που δείχνει τυρβώδεις εκροές πλάσματος που μετατρέπουν τα σύννεφα αερίων σε αστέρια. Πίστωση: ROBERTO MOLAIRE CANDANOSA / JHU

Οι μαύρες τρύπες όχι μόνο υπήρχαν στην αυγή του χρόνου, αλλά γέννησαν νέα αστέρια και υπερτροφοδοτούμενο σχηματισμό γαλαξιών, σύμφωνα με μια νέα ανάλυση δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.

Αυτές οι ανακαλύψεις ανατρέπουν τις θεωρίες για το πώς οι μαύρες τρύπες διαμορφώνουν το σύμπαν, αμφισβητώντας την κλασική κατανόηση που σχημάτισαν μετά την εμφάνιση των πρώτων άστρων και γαλαξιών. Αντίθετα, οι μαύρες τρύπες μπορεί να έχουν επιταχύνει δραματικά τη γέννηση νέων άστρων κατά τα πρώτα 50 εκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος, μια φευγαλέα περίοδο κατά τη διάρκεια της ιστορίας του 13,8 δισεκατομμυρίων ετών.

«Γνωρίζουμε ότι αυτές οι τερατώδεις μαύρες τρύπες υπάρχουν στα κέντρα των γαλαξιών κοντά στον Γαλαξία μας, αλλά η μεγάλη έκπληξη τώρα είναι ότι ήταν επίσης παρούσες στην αρχή του σύμπαντος και ήταν σχεδόν σαν δομικά στοιχεία ή σπόροι για τους «πρώιμους γαλαξίες, ” είπε ο επικεφαλής συγγραφέας Joseph Silk, καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Παρισιού, στο Πανεπιστήμιο της Σορβόννης. «Ενίσχυσαν πραγματικά τα πάντα, όπως οι γιγάντιοι ενισχυτές σχηματισμού άστρων, που αντιπροσωπεύει μια πλήρη ανατροπή αυτού που πιστεύαμε προηγουμένως πιθανό, τόσο πολύ που θα μπορούσε να ανατρέψει εντελώς την κατανόησή μας για το σχηματισμό γαλαξιών».

Το έργο δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Επιστολές από αστροφυσικά περιοδικά.

Οι μακρινοί γαλαξίες στο πολύ πρώιμο σύμπαν, που παρατηρήθηκαν μέσω του τηλεσκοπίου Webb, φαίνονται πολύ πιο φωτεινοί από ό,τι περίμεναν οι επιστήμονες και αποκαλύπτουν ασυνήθιστα μεγάλους αριθμούς νεαρών άστρων και υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, είπε ο Silk.

Η συμβατική σοφία υποστηρίζει ότι οι μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν μετά την κατάρρευση των υπερμεγέθων αστέρων και ότι οι γαλαξίες σχηματίστηκαν αφού τα πρώτα αστέρια φώτισαν το πρώιμο σκοτεινό σύμπαν. Αλλά η ανάλυση της ομάδας του Silk υποδηλώνει ότι οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες συνυπήρχαν και επηρέασαν ο ένας τη μοίρα του άλλου τα πρώτα 100 εκατομμύρια χρόνια. Αν ολόκληρη η ιστορία του σύμπαντος ήταν ένα ημερολόγιο 12 μηνών, αυτά τα χρόνια θα ήταν σαν τις πρώτες μέρες του Ιανουαρίου, είπε ο Silk.

«Υποστηρίζουμε ότι οι εκροές μαύρων τρυπών συνέτριψαν τα νέφη αερίων, μετατρέποντάς τα σε αστέρια και επιταχύνοντας σημαντικά τον ρυθμό σχηματισμού των άστρων», είπε ο Silk. “Διαφορετικά, είναι πολύ δύσκολο να καταλάβουμε από πού προέρχονται αυτοί οι φωτεινοί γαλαξίες, επειδή είναι γενικά μικρότεροι στο πρώιμο σύμπαν. Γιατί στη γη θα έπρεπε να παράγουν αστέρια τόσο γρήγορα;”

Οι μαύρες τρύπες είναι περιοχές του διαστήματος όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από την έλξη τους, ούτε καν το φως. Λόγω αυτής της δύναμης, δημιουργούν ισχυρά μαγνητικά πεδία που προκαλούν βίαιες καταιγίδες, εκτοξεύουν τυρβώδες πλάσμα και τελικά λειτουργούν ως τεράστιοι επιταχυντές σωματιδίων, είπε ο Silk. Αυτή η διαδικασία, είπε, είναι πιθανόν γιατί οι ανιχνευτές του Webb εντόπισαν περισσότερες μαύρες τρύπες και φωτεινούς γαλαξίες από ό,τι περίμεναν οι επιστήμονες.

«Δεν μπορούμε πραγματικά να δούμε αυτούς τους ισχυρούς ανέμους ή πίδακες από πολύ μακριά, αλλά ξέρουμε ότι πρέπει να είναι εκεί γιατί βλέπουμε πολλές μαύρες τρύπες στο πρώιμο σύμπαν», εξήγησε ο Silk. “Αυτοί οι τεράστιοι άνεμοι από τις μαύρες τρύπες συνθλίβουν τα κοντινά σύννεφα αερίων και τα μετατρέπουν σε αστέρια. Αυτός είναι ο κρίκος που λείπει που εξηγεί γιατί αυτοί οι πρώτοι γαλαξίες είναι τόσο φωτεινότεροι από το αναμενόμενο.”

Η ομάδα του Silk προβλέπει ότι το νεαρό σύμπαν πέρασε από δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση, οι εκροές υψηλής ταχύτητας από τις μαύρες τρύπες επιτάχυναν τον σχηματισμό των άστρων και στη συνέχεια, σε μια δεύτερη φάση, οι εκροές επιβραδύνθηκαν. Μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, σύννεφα αερίου κατέρρευσαν λόγω υπερμεγέθων μαγνητικών καταιγίδων από μαύρες τρύπες και νέα αστέρια γεννήθηκαν με ρυθμό πολύ μεγαλύτερο από ό,τι παρατηρήθηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα σε κανονικούς γαλαξίες, είπε ο Silk. Η δημιουργία αστεριών επιβραδύνθηκε επειδή αυτές οι ισχυρές εκροές μετατοπίστηκαν σε κατάσταση εξοικονόμησης ενέργειας, εξήγησε, μειώνοντας το διαθέσιμο αέριο για να σχηματιστούν αστέρια στους γαλαξίες.

«Σκεφτήκαμε ότι αρχικά οι γαλαξίες σχηματίστηκαν όταν ένα γιγάντιο νέφος αερίου κατέρρευσε», εξήγησε ο Silk. “Η μεγάλη έκπληξη είναι ότι υπήρχε ένας σπόρος στη μέση αυτού του σύννεφου – μια μεγάλη μαύρη τρύπα – και αυτό βοήθησε να μετατραπεί γρήγορα το εσωτερικό μέρος αυτού του σύννεφου σε αστέρια με πολύ ταχύτερο ρυθμό από τον αναμενόμενο. Είναι όπως και οι πρώτοι γαλαξίες δημιουργήθηκαν.είναι απίστευτα φωτεινά.

Η ομάδα ελπίζει ότι οι μελλοντικές παρατηρήσεις από το τηλεσκόπιο Webb, με πιο ακριβή μέτρηση άστρων και υπερμεγέθων μαύρων οπών στο πρώιμο σύμπαν, θα βοηθήσουν στην επιβεβαίωση των υπολογισμών τους. Ο Silk ελπίζει ότι αυτές οι παρατηρήσεις θα βοηθήσουν επίσης τους επιστήμονες να συγκεντρώσουν περισσότερες ενδείξεις για το πώς εξελίχθηκε το σύμπαν.

“Το μεγάλο ερώτημα είναι: Ποιο ήταν το ξεκίνημά μας; Ο Ήλιος είναι ένα από τα 100 δισεκατομμύρια αστέρια στον Γαλαξία μας, και υπάρχει επίσης μια τεράστια μαύρη τρύπα στη μέση. Πώς συνδέονται αυτά τα δύο;” αυτός είπε. «Μέσα σε ένα χρόνο, θα έχουμε πολύ καλύτερα δεδομένα και πολλές από τις ερωτήσεις μας θα αρχίσουν να απαντώνται».

Οι συγγραφείς περιλαμβάνουν τους Colin Norman και Rosemary FG Wyse του Johns Hopkins. Mitchell C. Begelman του Πανεπιστημίου του Κολοράντο και του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας. και Adi Nusser του Ισραηλινού Ινστιτούτου Τεχνολογίας.

Περισσότερες πληροφορίες:
Joseph Silk et al, Ποιο ήρθε πρώτο: υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες ή γαλαξίες; JWST Insights, Επιστολές από το αστροφυσικό περιοδικό (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad1bf0

Πληροφορίες περιοδικού:
Επιστολές από αστροφυσικά περιοδικά

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *