Τα μυστήρια του Σύμπαντος λύνονται σταδιακά. Μια νέα έρευνα εξηγεί γιατί οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες αναπτύσσονται πολύ πιο αργά τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Η απάντηση είναι απλή αλλά εντυπωσιακή: έχουν έλλειψη τροφής.
Το αίνιγμα των μαύρων τρυπών που ανησυχούσε τους αστρονόμους
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες αναρωτιόνταν τι συνέβη μετά το «κοσμικό μεσημέρι». Εκείνη την περίοδο, όταν το Σύμπαν ήταν ένα τέταρτο της σημερινής του ηλικίας, η ανάπτυξη των υπερμεγεθών μαύρων τρυπών έπεσε δραματικά.
Οι μαύρες τρύπες είχαν αναπτυχθεί σε εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά κάτι άλλαξε. Κάποια δύναμη τις επιβράδυνε, ή κάτι τις «παγώνειν» από το να τρέφονται περαιτέρω.
Οι επιστήμονες είχαν τρεις υποθέσεις: είτε υπάρχουν λιγότερες ενεργές μαύρες τρύπες, είτε είναι μικρότερες, είτε κάποια εξωτερική δύναμη περιορίζει τη μεγέθυνσή τους. Το πολλαπλό ερώτημα «γιατί;» παραμένει ένα από τα πιο δυσεπίλυτα του κοσμολόγου.
Η ανακάλυψη: Απλώς δεν έχουν αρκετό ψυχρό αέριο
Ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από 1,3 εκατομμύρια γαλαξίες και 8.000 ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις ακτίνων Χ από τα διαστημικά τηλεσκόπια Chandra, XMM-Newton και eROSITA.
Οι ακτίνες Χ ήταν το ιδανικό εργαλείο. Παράγονται όταν οι μαύρες τρύπες «τρέφονται» με ύλη και μπορούν να διαπεράσουν αέρια και σκόνη που τις περιβάλλουν. Έτσι, οι επιστήμονες ήξεραν ακριβώς ποιες μαύρες τρύπες ήταν ενεργές.
Το συμπέρασμα ήταν σαφές: η μείωση της ανάπτυξης δεν οφείλεται σε αριθμό ή μέγεθος των μαύρων τρυπών, αλλά στη μείωση του ψυχρού αερίου — της κύριας τροφής τους. Μετά το κοσμικό μεσημέρι, περίπου πριν 10 δισεκατομμύρια χρόνια, η διαθέσιμη τροφή μειώθηκε δραματικά.
Μια πτώση κατά 22 φορές σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια
Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι ο ρυθμός ανάπτυξης έχει πέσει περίπου κατά 22 φορές. Αυτό σημαίνει ότι κάποτε οι μαύρες τρύπες είχαν τεράστια ποσότητα «τροφής» στη διάθεσή τους. Τώρα, η τροφή είναι σπάνια.
Η σύνδεση μεταξύ μαύρων τρυπών και γαλαξιών είναι ζωτική. Το μέγεθος μιας μαύρης τρύπας καθορίζει τη κίνηση των άστρων και τη συνολική μάζα του γαλαξία. Αν καταλάβουμε πώς μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες, καταλαβαίνουμε πώς εξελίσσονται ολόκληροι γαλαξίες.
Η έρευνα καλύπτει το 75% της κοσμικής ιστορίας μετά το κοσμικό μεσημέρι. Αλλά το πρώτο τέταρτο — το πολύ πρώιμο Σύμπαν — παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. Γιατί ανάπτυσσαν τόσο γρήγορα τότε;
Στο μέλλον, επιστήμονες θα μελετήσουν ακόμη μεγαλύτερες ομάδες μαύρων τρυπών, συμπεριλαμβανομένων πολύ παλαιών ή εκείνων που κρύβονται πίσω από πυκνή σκόνη και αέρια. Η εποχή της ραγδαίας αύξησης των υπερμεγεθών μαύρων τρυπών έχει σίγουρα περάσει.
