Ισχυροί πίδακες αερίων που εκτοξεύονται από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες,αλλάζουν τις συνθήκες αστρικής δημιουργίας στα μεσοαστρικά νέφη των γαλαξιών / Έλληνες και Ευρωπαίοι αστρονόμοι μετρούν τις πιέσεις των νεφών με δεδομένα του Atacama Large Milimeter Array (ALMA) και του Very Large Telescope (VLT) του European Southern Observatory (ESO)
Yπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εκτιμάται ότι βρίσκονται στα κέντρα των περισσότερων γαλαξιών του Σύμπαντος. Όταν φορτισμένα σωμάτια που προσπίπτουν σε αυτές παγιδεύονται σε ισχυρά μαγνητικά πεδία, εκτινάσσονται προς τα έξω και ταξιδεύουν μακριά με τη μορφή ισχυρών πιδάκων. Στο γαλαξία IC 5063, περίπου 160 εκατομμύρια έτη φωτός από εμάς, τέτοιοι πίδακες διαδίδονται μέσα από ένα πυκνό δίσκο αερίου και συγκρούονται με μεσοαστρικά νέφη. Από αυτή τη σύγκρουση, θεωρείται δυνατό να συμπιέζονται τα νέφη, να γίνονται, βαρυτικά ασταθή, και να οδηγούνται στο σχηματισμό νέων άστρων. Ταυτόχρονα, οι άνεμοι αερίου που εγείρονται κατά το διάβα των πιδάκων μέσα από το δίσκο μπορούν να ‘αποφλοιώσουν’ νέα νέφη που συναντούν, στερώντας τους υλικό αστρογένεσης. Έτσι, προβλέπεται ότι η αστρογένεση σε έναν άνεμο θα έχει διαφορετικό ρυθμό από ό,τι θα είχε κανονικά.
Το κέντρο του γαλαξία IC 5063. Το λαμπρό τμήμα προέρχεται από την εκπομπή του ιονισμένου αερίου των πιδάκων λόγω της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας. Πηγή: NASA/ESA, Hubble Space Telescope.
Μια ευρωπαϊκή ομάδα αστρονόμων με συμμετοχή Ελλήνων ερευνητών κ επικεφαλής την Καλλιόπη Δασύρα, Επίκουρη Καθηγήτρια του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, μοντελοποίησε γραμμές εκπομπής από παρατηρήσεις της Atacama Large Millimeter Array (ALMA) και του Very Large Telescope (VLT) του γαλαξία αυτού για να μετρήσει την πίεση αερίου που έχει αλληλεπιδράσει με πίδακες. Με αυτές τις άνευ προηγουμένου μετρήσεις, που δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό NatureAstronomy, ανακάλυψαν ότι οι πίδακες αλλάζουν σημαντικά την εσωτερική και εξωτερική πίεση των μοριακών νεφών που βρίσκονται στην πορεία τους. Ανάλογα με το ποια από τις δύο πιέσεις αλλάζει περισσότερο, τόσο η συμπίεση των νεφών που οδηγεί στην αστρική δημιουργία, όσο και η διαστολή των νεφών που σταματά την αστρική δημιουργία, είναι δυνατές εντός του ίδιου γαλαξία.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, παρόλο που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών, θα μπορούσαν να επηρεάσουν το σχηματισμό άστρων με τρόπο που να καλύπτει ολόκληρο τον γαλαξία», δήλωσε η κα. Δασύρα, προσθέτοντας ότι «η μελέτη της επίδρασης των μεταβολών της πίεσης στη σταθερότητα των νεφών ήταν το κλειδί για την επιτυχία αυτής της μελέτης. Μόλις σχηματιστούν λίγα αστέρια σε έναν αστρικό άνεμο, είναι συνήθως πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί το σήμα τους πάνω από το σήμα όλων των άλλων αστέρων στον γαλαξία στον οποίο υπάρχει ο άνεμος».
Οι χάρτες πίεσης που υπολόγισε η επιστημονική ομάδα. Ο αριστερός χάρτης δείχνει την εσωτερική πίεση των μοριακών νεφών. Ο δεξιός χάρτης δείχνει την πίεση του ιονισμένου αερίου που δρα εξωτερικά των νεφών. Οι σταυροί υποδηλώνουν τα κέντρα των πιδάκων και οι άσπρες γραμμές την έκτασή τους, όπως παρατηρήθηκε από το Hubble Space Telescope (Wide Field Planetary Camera 2)
Για αυτή τη μελέτη, η ομάδα χρησιμοποίησε την εκπομπή μονοξειδίου του άνθρακα και κατιόντος φορμυλίου που παρέχονται από την ALMA και την εκπομπή ιονισμένου θείου και ιονισμένου αζώτου που παρέχεται από το VLT. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν προηγμένους αλγορίθμους για τη μοντελοποίηση της εκπομπής των γραμμών αυτών βάσει των φυσικών ισιοτήτων του αερίου, όπως θερμοκρασία και πυκνότητα, ώστε να υπολογίσουν τις πιέσεις.
«Πραγματοποιήσαμε πολλές χιλιάδες προσομοιώσεις ώστε να καλύψουμε ένα ευρύ πλέγμα πιθανών συνθηκών που μπορεί να υπάρχουν στον IC 5063», δήλωσε ο Δρ. Θωμάς Μπίσμπας, μέλος της ομάδας, αστροφυσικός του Πανεπιστημίου της Κολωνίας και πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εθνικό Αστεροσκοπείο της Αθήνας. «Το δυσκολότερο μέρος της δουλειάς μας ήταν να προσδιορίσουμε λεπτομερώς τους περισσότερους φυσικούς περιορισμούς στο εξεταζόμενο εύρος τιμών. Πετύχαμε έτσι τον βέλτιστο συνδυασμό φυσικών παραμέτρων των νεφών σε διαφορετικές τοποθεσίες του γαλαξία», δήλωσε ο κ. Γεώργιος Φίλιππος Παράσχος, μέλος της ομάδας, υποψήφιος διδάκτορας του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας Max Planck στη Βόννη και πρώην μεταπτυχιακός φοιτητής στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Πέραν των πιέσεων, δημιουργήθηκαν χάρτες επιπρόσθετων και σημαντικών αστροχημικών ποσοτήτων στο κέντρο του IC 5063. Αυτοί οι χάρτες επέτρεψαν στην επιστημονική ομάδα να οπτικοποιήσει το πώς οι ιδιότητες του μεσοαστρικού αερίου εναλλάσσονται στις διάφορες θέσεις εντός του γαλαξία λόγω της διέλευσης των πιδάκων. Η ομάδα αναμένει για το επόμενο μεγάλο βήμα της μελέτης: τη χρήση του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb. «Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι για τη λήψη των δεδομένων από το JWST», τόνισε η κα. Δασύρα, «καθώς θα μας επιτρέψουν να μελετήσουμε την αλληλεπίδραση πίδακα-αερίου σε εξαιρετική ανάλυση».
Σχολιάστε το άρθρο