Ελληνικό πρόγραμμα έρευνας για τις «μαύρες τρύπες»: Πώς δημιουργούν τους γαλαξίες

To μεγαλύτερο μυστήριο του Σύμπαντος θεωρούνται οι «μαύρες τρύπες» καθώς γύρω από αυτές και εντός τους, προκαλείται κυριολεκτικά κατάρρευση της πραγματικότητας και αυτό από μόνο του είναι κάτι που αδυνατεί να συλλάβει ο ανθρώπινος νους ο οποίος έχει μάθει να ορίζει την καθημερινότητά του με συντεταγμένες, δηλαδή με μήκος, πλάτος, ύψος και χρόνο.

Όλα αυτά εντός μίας «μαύρης τρύπας» παύουν να ισχύουν!

Οι πανίσχυρες μελανές οπές και η εξέλιξη των γαλαξιών θα βρίσκονται στο «σκόπευτρο» του θαύματος της διαστημικής τεχνολογίας που ονομάζεται Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ (James Webb Space Telescope, JWST), η εκτόξευση και η τελική διαμόρφωση του οποίου, προχωρούν -μέχρι σήμερα- όπως είχαν σχεδιάσει οι υπεύθυνοι του προγράμματος.

Αν για την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα αυτό που διανύουμε είναι ένα κρίσιμο διάστημα, για την Ελλάδα, η πετυχημένη λειτουργία του πλέον ακριβού διαστημικού συστήματος παρατήρησης έχει μια επιπλέον σημασία, αφού στον πρώτο κύκλο προγράμματος παρατηρήσεων του James Webb, έχει επιλεγεί ένα σημαντικό πρόγραμμα από τη χώρα μας.

«Το πρόγραμμα αυτό αφορά το πώς οι πίδακες μελανής οπής επηρεάζουν την εξέλιξη ενός γαλαξία, διαταράσσοντας νέφη που μπορούν να δημιουργούνται, την εξέλιξη των γαλαξιών, το πώς επηρεάζουν τους γαλαξίες οι μαύρες τρύπες», εξήγησε, μιλώντας στον ραδιοφωνικό σταθμό του ΑΠΕ-ΜΠΕ «Πρακτορείο 104,9 FM» η Καλλιόπη Δασύρα, αστροφυσικός, επίκουρη καθηγήτρια του Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ, συνεργάτης του Εθνικού Αστεροσκοπείου, επιστημονική υπεύθυνη του σχετικού προγράμματος του πρώτου κύκλου προγράμματος παρατηρήσεων του James Webb.

Στην αφετηρία για χρήση του JWST και η Ελλάδα

Η επιλογή των προγραμμάτων για τον πρώτο κύκλο «χρήσης» του υπερ-εξελιγμένου Διαστημικού Τηλεσκοπίου -τον επονομαζόμενο «Κύκλο 1 (Cycle 1)»- έγινε στα τέλη Μαρτίου του 2021 από το επονομαζόμενο Space Telescope Science Institute (STScI) και ως γενική κατεύθυνση, οι επιστήμονες επέλεξαν η μεγάλη μερίδα των προτάσεων που θα επιλεγούν για τον πρώτο αυτό κύκλο παρατηρήσεων να αφορούν την αναζήτηση ατμόσφαιρας σε «κοντινούς» εξωπλανήτες αλλά και τη μελέτη των πιο πρώιμων γαλαξιών του σύμπαντος.

Ύστερα από 460 ώρες που θα δοθούν σε προγράμματα, τα οποία ονομάζονται Early Outreach Science και θα βοηθήσουν στην ευθυγράμμιση του Τηλεσκοπίου JWST και τη ρύθμιση των συστημάτων του, περίπου 4000 ώρες παρατήρησης θα «δοθούν» στα λεγόμενα Time-Guaranteed Observations προγράμματα.

Αυτά τα έχουν επιλέξει/προτείνει οι επιστήμονες που βοήθησαν στο να κατασκευαστούν τμήματα και συστήματα του JWST. Ωστόσο, το μεγαλύτερο τμήμα των ωρών παρατήρησης του πρώτου έτους, περίπου 6000 ώρες, θα αφορούν τα General Observing προγράμματα, ένα από τα οποία είναι το ελληνικό.

Οι προτάσεις από τα κράτη μέλη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕΟΔ) αποτελούν το 33% του συνόλου των προτάσεων που επιλέχθηκαν και αναλογούν στο 30% του διαθέσιμου χρόνου παρατήρησης με το Τηλεσκόπιο Webb. Είναι συνεπώς μεγάλη τιμή για την πρόταση, στην οποία είναι επιστημονικά υπεύθυνη η κ. Δασύρα, το γεγονός ότι κάποια στιγμή, μετά το φετινό καλοκαίρι -τόσο νωρίς στη χρήση του- ο 6,5 μέτρων καθρέπτης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James θα «κοιτάξει» εκεί όπου έχει προτείνει η ελληνική πρόταση.

Οι μαύρες τρύπες και η εξέλιξη των γαλαξιών

«Όταν σκεφτόμαστε τον τρόπο με τον οποίο οι μαύρες τρύπες μπορούν να επηρεάζουν τους Γαλαξίες, είναι σύνηθες να σκεφτόμαστε τη βαρυτική έλξη που αυτές ασκούν σε όποιο αντικείμενο βρίσκεται στο εγγύς περιβάλλον τους, πολύ κοντά στο κέντρο ενός Γαλαξία. Υπάρχει όμως κάτι παραπάνω σε αυτό. Καθώς ένα αντικείμενο, όπως ένα αστέρι ή ένα γιγαντιαίο νέφος από αέρια “πέφτουν” προς μια μελανή οπή, θα σχηματίσουν ένα ειδικό δίσκο(σ.σ equationdisc) γύρω του.

Τα φορτισμένα σωματίδια που σχηματίζουν αυτό τον δίσκο “παγιδεύονται” από γραμμές του μαγνητικού πεδίου και αυτά μπορεί να εκτιναχθούν προς τα έξω και προς τον Γαλαξία σε πολύ υψηλές ταχύτητες, ταχύτητες κοντά σε αυτή του φωτός. Μια εκτίναξη που θα γίνει σαν ένας πίδακας, με έναν τρόπο που μοιάζει με δέσμη. Αυτά ονομάζονται πίδακες μελανής οπής», εξηγεί η κ. Δασύρα καθώς περιγράφει το αντικείμενο που θα μελετηθεί μέσα από την εγκεκριμένη ελληνική πρόταση.

«Ριπές» μέσα στο Σύμπαν

Η Ελληνίδα επιστήμονας εξηγεί ακόμη ότι, μέσα από τις παρατηρήσεις που θα κάνει με το JWST, η ομάδα της ελπίζει πως θα εκτελέσει συγκεκριμένες μετρήσεις, που ενδεχομένως θα αποδείξουν κάτι εξαιρετικά σημαντικό επιστημονικά. «Καθώς λοιπόν αυτοί οι πίδακες ταξιδεύουν μέσα από γαλαξίες μπορεί να “συγκρουστούν” με το πυκνό “σύννεφο” που υπάρχει ανάμεσα στα αστέρια (σ.σ. interstellarmedium) και να σχηματίσουν “ανέμους”! Ανέμους, οι οποίοι μπορεί να είναι πολύ εκτεταμένοι και έντονοι. Τόσο έντονοι που μπορεί να “διώξουν” αέρια μέσα από Γαλαξίες…», περιγράφει η κ. Δασύρα.

Ο στόχος του συγκεκριμένου προγράμματος, που θα εκτελεστεί μέσα από τον πρώτο κύκλο παρατηρήσεων του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb, είναι -μεταξύ άλλων- η έρευνα των μηχανισμών εναπόθεσης ενέργειας, η έρευνα της θερμοκρασίας, της πυκνότητας, της πίεσης αερίου, του πώς οι διαφορές πίεσης μπορεί να οδηγήσουν σε διάλυση ή κατάρρευση νεφών.

«Το ενδιαφέρον μας είναι πώς σε περιπτώσεις τέτοιων φαινομένων θα μπορέσουμε να μετρήσουμε την πίεση των νεφών που έχουν “χτυπηθεί” από έναν πίδακα μιας μελανής οπής, ώστε να μετρήσουμε μεταβολές της πίεσης που μπορεί να είναι τόσο έντονες που θα “σπρώξουν” τεράστιες ροές αερίων από μια περιοχή στην άλλη. Θα το κάνουν, μάλιστα, με έναν τρόπο παρόμοιο μ’ αυτόν που οι άνεμοι διαδίδονται στην ατμόσφαιρα της Γης!», επισημαίνει η κ. Δασύρα.

Τι περιμένει, αν όλα πάνε καλά το επόμενο διάστημα στο τεχνικό κομμάτι της ενεργοποίησης του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb, η ομάδα πίσω από την ελληνική πρόταση που τιμήθηκε με την επιλογή της πρότασης της; «Με αυτό τον τρόπο θα μπορέσουμε να αποδείξουμε πως οι μελανές οπές μπορούν να επηρεάζουν συνολικά την εξέλιξη ενός Γαλαξία, ακόμη και αν βρίσκονται στο κέντρο του!», εξηγεί η Ελληνίδα αστροφυσικός.