Τα μοντέλα προτείνουν ότι οι γαλαξιακές συγκρούσεις μπορούν να κάνουν τις υπερμεγέθεις μελανές οπές κυριολεκτικά να...λιμοκτονήσουν.
Όταν σκέφτεστε γιγαντιαία φαινόμενα όπως η σύγκρουση γαλαξιών, μπορεί να είναι δελεαστικό να τα φανταστείτε ως ένα είδος κοσμικού κατακλυσμού, με αστέρια να συντρίβονται και να εκρήγνυνται, και καταστροφές σε επική κλίμακα. Αλλά στην πραγματικότητα η όλη εικόνα μοιάζει περισσότερο με ένα ζευγάρι νεφών τα οποία θα λέγαμε αλληλεπιδρούν, συνήθως με ένα μεγαλύτερο που απορροφά ένα μικρότερο. Είναι απίθανο να συγκρουστούν κάποια αστέρια μέσα τους. Ωστόσο, όταν οι γαλαξίες συγκρούονται, οι συνέπειες μπορεί να είναι τεράστιες.
Γαλαξίες που συγκρούονται. Οπτικοποιήσεις ενός δυναμικού μοντέλου όπου προσομοιώνονται δύο διαφορετικά σενάρια. Η επάνω σειρά δείχνει μια διαδικασία στην οποία μειώνεται η δραστηριότητα του γαλαξιακού πυρήνα συνέπεια της σύγκρουσης, ενώ η κάτω σειρά δείχνει μια σύγκρουση η οποία αυξάνει την δραστηριότητα αυτή. Πνευματικά δικαιώματα εικόνας: © 2021 Miki et al.
Οι γαλαξίες συγκρούονται με διαφορετικούς τρόπους. Μερικές φορές ένας μικρός γαλαξίας θα συγκρουστεί με το εξωτερικό μέρος ενός μεγαλύτερου και είτε θα περάσει και θα φύγει προς το διάστημα είτε θα συγχωνευτεί. Σε κάθε περίπτωση θα ανταλλάξει πολλά αστέρια στην διαδικασία αυτή. Όμως οι γαλαξίες μπορούν επίσης να συγκρουστούν και μετωπικά, όπου οι μικρότεροι από τους δύο θα αποσχιστούν από τις υπερβολικές παλιρροιακές δυνάμεις του μεγαλύτερου. Σε αυτό το σενάριο μπορεί να συμβεί κάτι πολύ ενδιαφέρον μέσα στο γαλαξιακό πυρήνα.
"Στην καρδιά των περισσότερων γαλαξιών βρίσκεται μια τεράστια, μια μαζική μελανή οπή, ή MBH (Massive Black Hole)", δήλωσε ο ερευνητής Yohei Miki από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο. "Εφ 'όσον οι αστρονόμοι έχουν διερευνήσει γαλαξιακές συγκρούσεις, θεωρείται ότι μια σύγκρουση θα παρείχε πάντα καύσιμα για μια ΜΒΗ με τη μορφή ύλης εντός του πυρήνα. Και ότι αυτό το καύσιμο θα τροφοδοτούσε την MBH, αυξάνοντας σημαντικά τη δραστηριότητά της, την οποία θα δούμε μεταξύ άλλων ως φως στο υπεριώδες και στις ακτίνες-Χ. Ωστόσο, έχουμε πλέον έναν καλό λόγο να πιστεύουμε ότι αυτή η ακολουθία γεγονότων δεν είναι αναπόφευκτη και ότι στην πραγματικότητα μπορεί μερικές φορές να ισχύει το ακριβώς αντίθετο".
Κοσμικές κλίμακες. Καλλιτεχνική άποψη όπου εμφανίζεται αέριο που απομακρύνεται από έναν γαλαξιακό πυρήνα. Πνευματικά δικαιώματα εικόνας: © 2021 Miki et al.
Φαίνεται λογικό ότι μια γαλαξιακή σύγκρουση θα αύξανε μόνο τη δραστηριότητα μίας ΜΒΗ, αλλά ο Miki και η ομάδα του ήταν περίεργοι να δοκιμάσουν την ιδέα αυτή. Κατασκεύασαν εξαιρετικά λεπτομερή μοντέλα με σενάρια γαλαξιακής σύγκρουσης και τα έτρεξαν σε υπερυπολογιστές. Η ομάδα με χαρά έβλεπε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, ένας εισερχόμενος μικρός γαλαξίας θα μπορούσε πραγματικά να αφαιρέσει την ύλη που περιβάλλει την MBH του μεγαλύτερου γαλαξία. Αυτό θα μείωνε αντί να αυξήσει τη δραστηριότητά της ΜΒΗ.
"Υπολογίσαμε τη δυναμική εξέλιξη του αέριου υλικού που περιβάλλει την MBH σε σχήμα τοροειδούς δακτυλίου, φανταστείτε σαν ένα ντόνατ", δήλωσε ο Miki. "Εάν ο εισερχόμενος γαλαξίας επιταχύνει τον τοροειδή αυτό δακτύλιο πάνω από ένα ορισμένο όριο το οποίο καθορίζεται από τις ιδιότητες της MBH, τότε η ύλη θα εκτοξευτεί και η MBH θα...λιμοκτονήσει. Τα φαινόμενα αυτά μπορούν να διαρκέσουν μέσα σε ενα χρονικό διάστημα ενός εκατομμυρίου ετών, αν και δεν είμαστε ακόμα σίγουροι για το πόσο καιρό μπορεί να διαρκέσει η καταστολή της δραστηριότητας μίας MBH. "
Η έρευνα αυτή θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την εξέλιξη του δικού μας Γαλαξία. Οι αστρονόμοι είναι πεπεισμένοι ότι ο Γαλαξίας μας έχει συγκρουστεί με πολλούς μικρότερους στο μακρινό του παρελθόν.
Papers
----------------------------------------------------------------
Yohei Miki, Masao Mori and Toshihiro Kawaguchi, "Destruction of the central black hole gas reservoir through head-on galaxy collisions," Nature Astronomy: January 25, 2021, doi:10.1038/s41550-020-01286-9.
Σύνδεσμος: (Publication)
Σχετικοί σύνδεσμοι
----------------------------------------------------------------
Information Technology Center, The University of Tokyo
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba
National Astronomical Observatory of Japan
Σχετιζόμενα μέλη της ομάδας
----------------------------------------------------------------
MIKI Yohei / Research Associate / Information Technology Center
Πηγή: u-tokyo.ac.jp