Βαθιά στην καρδιά του γαλαξία μας κρύβεται μια μαύρη τρύπα. Αυτό δεν είναι συναρπαστικά νέα, αλλά ούτε και πολύ συναρπαστικό μέρος. Ή μήπως είναι? Αν και όλα μπορεί να είναι ήσυχα στο δυτικό μέτωπο τώρα, μπορεί να υπάρχουν ενδείξεις ότι το γαλαξιακό μας κέντρο ήταν κάποτε το σπίτι μιας αρκετά εντυπωσιακής δραστηριότητας - δραστηριότητα που μπορεί να περιλάμβανε πολλαπλά συμβάντα σύγκρουσης και συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών καθώς έτρεχε σε δορυφόρους γαλαξίες. Χάρη σε νέες γνώσεις από ένα ζευγάρι επίκουρων καθηγητών, την Kelly Holley-Bockelmann στο Vanderbilt και την Tamara Bogdanovic στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια, έχουμε περισσότερα στοιχεία που δείχνουν το απίστευτα ενεργό παρελθόν του Γαλαξία μας.
«Η Tamara κι εγώ είχαμε μόλις παρακολουθήσει ένα συνέδριο αστρονομίας στο Άσπεν του Κολοράντο, όπου ανακοινώθηκαν αρκετές από αυτές τις νέες παρατηρήσεις», είπε η Holley-Bockelmann. «Ήταν Ιανουάριος του 2010 και μια χιονοθύελλα είχε κλείσει το αεροδρόμιο. Αποφασίσαμε να νοικιάσουμε ένα αυτοκίνητο για να οδηγήσουμε στο Ντένβερ. Καθώς περνούσαμε μέσα από την καταιγίδα, συγκεντρώσαμε τις ενδείξεις από τη διάσκεψη και συνειδητοποιήσαμε ότι ένα μόνο καταστροφικό γεγονός – η σύγκρουση μεταξύ δύο μαύρων τρυπών πριν από περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια – θα μπορούσε να εξηγήσει όλα τα νέα στοιχεία».
Τώρα, φανταστείτε έναν νυχτερινό ουρανό που φωτίζεται από ένα τεράστιο νεφέλωμα, που καλύπτει τη μισή ουράνια σφαίρα. Αυτό δεν είναι όνειρο, είναι πραγματικότητα. Αυτοί οι τεράστιοι λοβοί ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας είναι γνωστοί ως φυσαλίδες Fermi και καλύπτουν μια περιοχή περίπου 30.000 ετών φωτός και στις δύο πλευρές του πυρήνα του Γαλαξία μας. Ενώ δεν μπορούμε να τα παρατηρήσουμε απευθείας στο ορατό φως, αυτά τα σωματίδια κινούνται κατά μήκος κοντά στα 186.000 μίλια ανά δευτερόλεπτο και λάμπουν σε μήκη κύματος ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα.
Σύμφωνα με τους Fulai Guo και William G. Mathews του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ: «Οι φυσαλίδες Fermi παρέχουν εύλογες αποδείξεις για μια πρόσφατη ισχυρή δραστηριότητα αεριωθουμένων AGN στον Γαλαξία μας, δίνοντας νέες γνώσεις για την προέλευση του πληθυσμού του φωτοστέφανου CR και του καναλιού μέσω των οποίων τεράστιες μαύρες τρύπες στους γαλαξίες δίσκων απελευθερώνουν ενέργεια ανάδρασης κατά την ανάπτυξή τους».
Ωστόσο, το γαλαξιακό μας κέντρο φιλοξενεί κάτι περισσότερο από μερικές απίστευτες φυσαλίδες – είναι η τοποθεσία τριών από τα πιο ογκώδη σμήνη νεαρών αστεριών στο βασίλειο του Γαλαξία. Γνωστά ως τα σμήνη Central, Arches και Quintuplet, το καθένα ομαδοποιεί αρκετές εκατοντάδες καυτά, νεαρά αστέρια που καλύπτουν τον Ήλιο. Θα ζήσουν σύντομες, λαμπερές, βίαιες ζωές… που θα εξαντληθούν σε λίγα εκατομμύρια χρόνια. Επειδή ζουν γρήγορα και πεθαίνουν νέοι, αυτά τα αστέρια σμήνης πρέπει να έχουν σχηματιστεί τα τελευταία χρόνια κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης σχηματισμού άστρων κοντά στο γαλαξιακό κέντρο - μια άλλη ένδειξη για αυτό το κοσμικό παζλ.
«Λόγω της μεγάλης τους μάζας και του φαινομενικά βαρύ ΔΝΤ, τα σμήνη του Γαλαξιακού Κέντρου περιέχουν μερικά από τα πιο ογκώδη αστέρια του Γαλαξία. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς τα τεράστια αστέρια είναι βασικά συστατικά και ανιχνευτές αστροφυσικών φαινομένων σε όλες τις κλίμακες μεγέθους και απόστασης, από μεμονωμένες θέσεις σχηματισμού άστρων, όπως ο Ωρίωνας, έως το πρώιμο Σύμπαν κατά την εποχή του επαναιονισμού όταν γεννήθηκαν τα πρώτα αστέρια. Ως συστατικά, ελέγχουν τη δυναμική και χημική εξέλιξη του τοπικού τους περιβάλλοντος και των μεμονωμένων γαλαξιών μέσω της επιρροής τους στην ενέργεια και τη σύνθεση του διαστρικού μέσου». λέει ο Donald F. Figer. «Πιθανότατα παίζουν σημαντικό ρόλο στην πρώιμη εξέλιξη των πρώτων γαλαξιών και υπάρχουν ενδείξεις ότι είναι οι πρόγονοι των πιο ενεργητικών εκρήξεων στο Σύμπαν, που φαίνονται ως εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Ως ανιχνευτές, ορίζουν τα ανώτερα όρια της διαδικασίας σχηματισμού άστρων και η παρουσία τους πιθανότατα τερματίζει τον περαιτέρω σχηματισμό κοντινών αστεριών χαμηλότερης μάζας. Είναι επίσης εξέχοντα προϊόντα παραγωγής γαλαξιακών συγχωνεύσεων, γαλαξιών με εκρήξεις αστεριών και ενεργών γαλαξιακών πυρήνων».
Για να εμβαθύνετε το μυστήριο, ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά στην κεντρική μας μαύρη τρύπα. Εκτείνεται σε διάμετρο περίπου 40 δευτερολέπτων φωτός και ζυγίζει περίπου τέσσερα εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε, αυτό θα πρέπει να παράγει έντονες παλίρροιες βαρύτητας – αυτές που θα πρέπει να πιπιλίζουν στο περιβάλλον. Πώς λοιπόν οι αστρονόμοι έχουν αποκαλύψει ομάδες νέων, φωτεινών άστρων πιο κοντά από 3 έτη φωτός από τον ορίζοντα γεγονότων; Φυσικά, θα μπορούσαν να είναι στο δρόμο προς τη λήθη, αλλά τα δεδομένα δείχνουν ότι αυτά τα αστέρια φαίνεται να έχουν σχηματιστεί εκεί. Αυτό είναι πολύ μεγάλο κατόρθωμα, δεδομένου ότι θα απαιτούσε ένα μοριακό νέφος 10.000 φορές πιο πυκνό από αυτό που βρίσκεται στο γαλαξιακό μας κέντρο! Δεν θα έπρεπε να υπάρχουν και παλιά αστέρια εκεί; Η απάντηση είναι ναι, θα έπρεπε να υπάρχουν… αλλά είναι πολύ λιγότερα από αυτά που μπορούμε να παρατηρήσουμε και αυτά που προβλέπουν τα τρέχοντα θεωρητικά μοντέλα.
Η Holley-Bockelmann δεν επρόκειτο να αφήσει το πρόβλημα να ξεκουραστεί. Όταν επέστρεψε στο σπίτι, ζήτησε τη βοήθεια του μεταπτυχιακού φοιτητή του Vanderbilt, Meagan Lang, για να βοηθήσει στην επίλυση του γρίφου. Στη συνέχεια στρατολόγησαν τον Pau Amaro-Seoane από το Ινστιτούτο Βαρυτικής Φυσικής Max Planck στη Γερμανία, τον Alberto Sesana από το Institut de Ciències de l'Espai στην Ισπανία και τον βοηθό ερευνητή Vanderbilt τον βοηθό καθηγητή Manodeep Sinha. Με τόσα πολλά έξυπνα μυαλά για να βοηθήσουν στην επίλυση αυτού του γρίφου, έφτασαν σύντομα σε μια εύλογη εξήγηση – μια εξήγηση που ταιριάζει με τις παρατηρήσεις και επιτρέπει τις ελεγχόμενες προβλέψεις.
Σύμφωνα με τη θεωρία τους, ένας δορυφόρος γαλαξίας του Milky Way άρχισε να μεταναστεύει προς τον πυρήνα μας. Καθώς συγχωνεύτηκε με τον γαλαξία μας, η μάζα του αποσχίστηκε, αφήνοντας μόνο τη μαύρη τρύπα του και μια μικρή συλλογή από βαρυτικά δεσμευμένα αστέρια. Μετά από αρκετά εκατομμύρια χρόνια, αυτό το «υπόλοιπο» έφτασε τελικά στο γαλαξιακό κέντρο και οι μαύρες τρύπες άρχισαν να συγχωνεύονται. Καθώς η μικρότερη μαύρη τρύπα στροβιλιζόταν γύρω από τη μεγαλύτερη, όργωνε τεράστια αυλάκια αερίου και σκόνης, σπρώχνοντάς την στη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα και δημιούργησε τις φυσαλίδες Fermi. Οι μονομαχικές βαρυτικές δυνάμεις δεν ήταν ήπιες… αυτές οι έντονες παλίρροιες ήταν αρκετά ικανές να συμπιέσουν τα μοριακά νέφη που περιβάλλουν τον πυρήνα στην πυκνότητα που απαιτείται για την παραγωγή φρέσκων, νεαρών αστεριών. Ίσως τα πολύ νεαρά αστέρια που παρατηρούμε τώρα στο γαλαξιακό κέντρο;
Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα στην εικόνα από όσα φαίνονται στο μάτι. Αυτό το ίδιο όργωμα του κοσμικού χλοοτάπητα θα είχε επίσης απωθήσει τα υπάρχοντα παλαιότερα αστέρια από την περιοχή της τεράστιας κεντρικής μαύρης τρύπας. Είναι μια σκηνή που ταιριάζει με τα σημερινά μοντέλα όπου μια συγχώνευση μαύρης τρύπας εκτοξεύεται στον γαλαξία με υπερταχύτητα… μια σκηνή που ταιριάζει με την παρατήρηση της έλλειψης παλαιών αστεριών στα όρια της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας μας.
«Η βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας του δορυφορικού γαλαξία θα μπορούσε να έχει χαράξει σχεδόν 1.000 αστέρια έξω από το γαλαξιακό κέντρο», είπε ο Μπογκντάνοβιτς. «Αυτά τα αστέρια θα πρέπει να συνεχίζουν να τρέχουν στο διάστημα, περίπου 10.000 έτη φωτός μακριά από τις αρχικές τροχιές τους».
Μπορεί να αποδειχθεί κάτι από όλα αυτά; Η απάντηση είναι ναι. Χάρη σε έρευνες μεγάλης κλίμακας όπως το Sloan Digital Sky Survey, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε αστέρια που κινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα από αστέρια που δεν έχουν υποβληθεί σε παρόμοια αλληλεπίδραση. Αν αστρονόμοι όπως ο Holley-Bockelmann και ο Bogdanovic κοιτάξουν τα σκληρά στοιχεία, είναι πιθανό να ανακαλύψουν έναν αξιόπιστο αριθμό άστρων υψηλής ταχύτητας που θα επικυρώσουν το μοντέλο συγχώνευσης του Milky Way.
Ή απλώς φυσούν φυσαλίδες;
