Μόλις εγκαταλείψετε τους μαγευτικούς ουρανούς της Γης, η λέξη "σύννεφο" δεν σημαίνει πλέον μια λευκή, χνουδωτή δομή που παράγει βροχή. Αντ 'αυτού, τα σύννεφα στο ευρύτερο Σύμπαν είναι χονδροειδείς περιοχές με μεγαλύτερη πυκνότητα από το περιβάλλον τους.
Η εικόνα αυτή απεικονίζει ένα κβάζαρ, έναν τύπο ενεργού γαλαξιακού πυρήνα, που περιβάλλεται από ένα σκονισμένο δακτύλιο σε σχήμα ντόνατ (τοροειδής δακτύλιος-torus) και συστάδες που ονομάζονται «σύννεφα». Αυτά τα σύννεφα ξεκινούν μικρά αλλά μπορούν να επεκταθούν σε πλάτος μεγαλύτερο από 1 Παρσέκ (3,26 έτη φωτός). Σε αυτό το διάγραμμα, τα σύννεφα απέχουν τουλάχιστον 1 Παρσέκ από τον τοροειδή δακτύλιο. Εικόνα από τον Nima Abkenar. Κατεβάστε την εικόνα χωρίς ετικέτες εδώ
[Clumpy Outflow = Χονδροειδείς εκροές - Clouds= Σύννεφα - Quasar and its dysty torus = Ενα Κβάζαρ και ο τοροειδής του δακτύλιος ]
Τα διαστημικά τηλεσκόπια παρατηρούν αυτά τα συμπαντικά σύννεφα τα οποία βρίσκονται κοντά σε υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, εκείνα τα μυστηριώδη πυκνά αντικείμενα από τα οποία δεν μπορεί να διαφύγει ούτε το φως, έχοντας μάζες ισοδύναμες με περισσότερους από 100.000 Ήλιους. Υπάρχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο σχεδόν κάθε γαλαξία, και ονομάζεται "ενεργός γαλαξιακός πυρήνας" (Active Galactic Nucleus ή AGN) εάν καταβροχθίζει πολύ αέριο και σκόνη από το περιβάλλον του. Το λαμπρότερο είδος AGN ονομάζεται "Κβάζαρ". Ενώ η ίδια η μαύρη τρύπα δεν μπορεί να φανεί, η...γειτονιά της είναι εξαιρετικά φωτεινή καθώς η ύλη διαλύεται κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, το σημείο χωρίς επιστροφή.
Όμως οι μαύρες τρύπες δεν μοιάζουν με...ηλεκτρικές σκούπες. Δεν απορροφούν απλώς ό, τι πλησιάζει πολύ κοντά τους. Ενώ κάποιο υλικό γύρω από μια μαύρη τρύπα θα "πέσει" απευθείας μέσα της, και δεν θα το ξαναδεί ποτέ κανείς, κάποιο από τα κοντινά αέρια θα εκτοξευτεί προς τα έξω, δημιουργώντας ένα κέλυφος το οποίο διαστέλλεται για χιλιάδες χρόνια. Αυτό συμβαίνει επειδή η περιοχή κοντά στον ορίζοντα γεγονότων είναι εξαιρετικά ενεργητική. Η ακτινοβολία υψηλής ενέργειας από τα ταχέως κινούμενα σωματίδια γύρω από τη μαύρη τρύπα μπορεί να εκτοξεύσει σημαντική ποσότητα αερίου στην απεραντοσύνη του διαστήματος.
Οι επιστήμονες θα περίμεναν ότι αυτή η εκροή αερίου θα ήταν ομαλή. Αντ 'αυτού, είναι χονδροειδής, και εκτείνεται πολύ περισσότερο από 1 Παρσέκ (3,26 έτη φωτός) από τη μαύρη τρύπα. Κάθε σύννεφο ξεκινά μικρό, αλλά μπορεί να επεκταθεί σε πλάτος μεγαλύτερο από 1 Παρσέκ - όπου θα μπορούσε ακόμη και να καλύψει περίπου την απόσταση μεταξύ της Γης και του πλησιέστερου αστεριού πέρα από τον Ήλιο, τον Εγγύτατο του Κενταύρου.
Ο αστροφυσικός Daniel Proga στο Πανεπιστήμιο της Νεβάδα, παρομοιάζει αυτές τις συσσωματώσεις με ομάδες αυτοκινήτων που περιμένουν σε κάποιο παράδρομο που οδηγεί σε αυτοκινητόδρομο, περιμένοντας να ανάψει κάποιος Φωτεινός σηματοδότης ο οποίος έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει την εισροή νέων κυκλοφοριών. "Κάθε τόσο έχετε ένα σωρό αυτοκίνητα", δήλωσε ο Proga.
Τι εξηγεί την παρουσία των συστάδων αυτών στο βαθύ διάστημα; Ο Proga και οι συνεργάτες του έχουν ένα νέο μοντέλο υπολογιστή το οποίο παρουσιάζει μια πιθανή λύση σε αυτό το μυστήριο, το οποίο δημοσιεύθηκε στο Astrophysical Journal Letters, με επικεφαλής τον διδακτορικό φοιτητή Randall Dannen. Οι επιστήμονες δείχνουν ότι η εξαιρετικά έντονη θερμότητα κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα μπορεί να επιτρέψει στο αέριο να ρέει προς τα έξω πάρα πολύ γρήγορα, αλλά με τρόπο που μπορεί επίσης να οδηγήσει σε σχηματισμό συσσωματώσεων. Εάν το αέριο επιταχυνθεί πολύ γρήγορα, δεν θα ψυχθεί αρκετά για να σχηματίσει συσσωματώσεις. Το μοντέλο από τον υπολογιστή λαμβάνει υπόψη αυτούς τους παράγοντες και προτείνει έναν μηχανισμό που κάνει το αέριο να ταξιδεύει πολύ μακριά, αλλά επίσης και να συσσωρεύεται.
"Κοντά στην εξωτερική άκρη του κελύφους υπάρχει μια διαταραχή η οποία κάνει την πυκνότητα του αερίου λίγο χαμηλότερη από ότι ήταν παλιότερα", δήλωσε ο Proga. "Αυτό κάνει το αέριο αυτό να θερμαίνεται πολύ αποτελεσματικά. Το ψυχρό αέριο που βρίσκεται μακρύτερα απομακρύνεται από αυτό. "
Το φαινόμενο αυτό μοιάζει κάπως με την πλευστότητα που κάνει τα μπαλόνια ζεστού αέρα να επιπλέουν στην ατμόσφαιρα. Ο θερμαινόμενος αέρας μέσα στο μπαλόνι είναι ελαφρύτερος από τον ψυχρότερο εξωτερικό, και αυτή η διαφορά πυκνότητας κάνει το μπαλόνι να ανεβαίνει.
"Αυτή η εργασία είναι σημαντική, γιατί οι αστρονόμοι χρειάζονταν πάντα να τοποθετούν σύννεφα σε μια δεδομένη τοποθεσία και ταχύτητα για να ταιριάζει με τις παρατηρήσεις που έβλεπαν και βλέπουν από το AGN", δήλωσε ο Dannen. "Δεν ασχολήθηκαν (οι αστρονόμοι) συχνά με τις ιδιαιτερότητες του τρόπου με τον οποίο σχηματίστηκαν εξαρχής τα σύννεφα, και η δουλειά μας προσφέρει μια πιθανή εξήγηση για το σχηματισμό αυτών των σύννεφων".
Το μοντέλο αυτό "βλέπει" μόνο το κέλυφος του αερίου και όχι το δίσκο υλικού που περιστρέφεται γύρω από τη μαύρη τρύπα που το τροφοδοτεί. Το επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να εξετάσουν εάν η ροή του αερίου προέρχεται από τον ίδιο τον δίσκο. Ενδιαφέρονται επίσης να αντιμετωπίσουν το μυστήριο του γιατί κάποια σύννεφα κινούνται εξαιρετικά γρήγορα, με μια τάξη 20 εκατομμύριων μιλίων την ώρα (10.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο).
Αυτή η έρευνα, η οποία ασχολείται με ένα σημαντικό θέμα στη φυσική εκείνη των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων, υποστηρίχθηκε με επιχορήγηση από τη NASA. Οι συν-συγγραφείς είναι οι Dannen, Proga, οι μεταδιδακτορικοί μελετητές του UNDV Tim Waters και ο πρώην μεταδιδακτορικός μελετητής του UNLV Sergei Dyda (που τώρα βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο του Cambridge).
-----------------------------*-----------------------------
Επικοινωνία μέσων μαζικής ενημέρωσης
Έδρα της NASA, Ουάσιγκτον, DC
Συντάκτης: Tricia Talbert
-----------------------------*-----------------------------
Πηγή: nasa.gov
https://www.nasa.gov/feature/why-clouds-form-near-black-holes
