Οι μαύρες τρύπες έχουν περάσει στη συλλογική φαντασία ως κοσμικοί «καταβροχθιστές», αδηφάγα αντικείμενα που εξαφανίζουν ό,τι βρεθεί στην εμβέλειά τους. Αυτή η βασική εικόνα δεν αμφισβητείται. Ωστόσο, μια νέα διεθνής επιστημονική μελέτη, με κομβική συμμετοχή του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, φέρνει στο φως δεδομένα που αμφισβητούν έναν καθιερωμένο νόμο σχεδόν πενήντα ετών για τον τρόπο με τον οποίο οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες «τρέφονται» και αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε σε έγκριτο επιστημονικό περιοδικό της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, δείχνει ότι οι φυσικές διεργασίες γύρω από τις ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες δεν παραμένουν σταθερές στον κοσμικό χρόνο, αλλά μεταβάλλονται ανάλογα με την ηλικία του Σύμπαντος.
Σχεδόν κάθε γαλαξίας φιλοξενεί στο κέντρο του μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Η επικρατούσα θεωρία θέλει αυτές τις δομές να αυξάνουν τη μάζα τους μέσω ενός δίσκου ύλης που περιστρέφεται γύρω τους και σταδιακά καταλήγει στο εσωτερικό τους. Καθώς η ύλη συμπιέζεται και θερμαίνεται έντονα, εκπέμπει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, καθιστώντας αυτές τις περιοχές από τις πιο φωτεινές στο Σύμπαν.
Η ακτινοβολία που παράγεται από τον δίσκο είναι τόσο ισχυρή, ώστε σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνά κατά εκατοντάδες φορές τη συνολική φωτεινότητα ολόκληρων γαλαξιών με δεκάδες δισεκατομμύρια αστέρια. Αυτή η υπερβολική λάμψη επιτρέπει στους αστρονόμους να εντοπίζουν τα λεγόμενα κβάζαρ, δηλαδή τους ενεργούς πυρήνες γαλαξιών, ακόμη και σε ακραίες κοσμικές αποστάσεις.
Πέρα από την υπεριώδη ακτινοβολία, τα κβάζαρ εκπέμπουν έντονα και στις ακτίνες Χ. Η ακτινοβολία αυτή φαίνεται να προέρχεται από μια εξαιρετικά θερμή περιοχή πλάσματος, γνωστή ως «κορώνα», που βρίσκεται πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες παρατηρούσαν μια σταθερή σχέση: όσο αυξάνεται η υπεριώδης ακτινοβολία, τόσο αυξάνονται και οι ακτίνες Χ. Η σχέση αυτή θεωρούνταν καθολική, ανεξάρτητα από το πότε στο κοσμικό παρελθόν παρατηρείται ένα κβάζαρ.
Η νέα μελέτη, όμως, έρχεται να ανατρέψει αυτή την παραδοχή. Τα δεδομένα δείχνουν ότι στο πρώιμο Σύμπαν η σχέση μεταξύ υπεριώδους ακτινοβολίας και ακτίνων Χ ήταν διαφορετική σε σύγκριση με ό,τι παρατηρείται σήμερα. Με άλλα λόγια, ο τρόπος με τον οποίο «επικοινωνούν» ο δίσκος ύλης και η κορώνα φαίνεται να εξελίσσεται με τον χρόνο.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές, η βασική ιδέα ότι οι μαύρες τρύπες μεγαλώνουν απορροφώντας ύλη παραμένει ισχυρή. Εκείνο που προκαλεί προβληματισμό είναι το γεγονός ότι η ίδια μεταβολή στην υπεριώδη ακτινοβολία οδηγεί σήμερα σε πολύ εντονότερες αλλαγές στις ακτίνες Χ σε σχέση με ό,τι συνέβαινε δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Η ανάλυση βασίστηκε σε έναν τεράστιο όγκο δεδομένων από σύγχρονα και παλαιότερα διαστημικά τηλεσκόπια, συνδυάζοντας παρατηρήσεις ακτίνων Χ με οπτικά στοιχεία από μεγάλα αστρονομικά προγράμματα χαρτογράφησης του ουρανού. Συνολικά μελετήθηκαν περισσότερες από 136.000 ενεργές υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα αποστάσεων και εποχών του Σύμπαντος.
Λόγω της περιορισμένης παρατηρησιακής πληροφορίας για κάθε μεμονωμένο αντικείμενο, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν προηγμένες στατιστικές μεθόδους, ώστε να εξάγουν ασφαλή συμπεράσματα για ολόκληρο τον πληθυσμό. Με αυτόν τον τρόπο αποκαλύφθηκαν συσχετίσεις που μέχρι σήμερα παρέμεναν αόρατες.
Το επόμενο βήμα της ερευνητικής ομάδας είναι η μελέτη ακόμη πιο μακρινών και αμυδρών μαύρων τρυπών. Αν τα νέα ευρήματα επιβεβαιωθούν, θα απαιτήσουν αναθεώρηση των θεωρητικών μοντέλων που περιγράφουν την ανάπτυξη των μαύρων τρυπών και τον ρόλο τους στην εξέλιξη των γαλαξιών.
Σε κάθε περίπτωση, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το Σύμπαν δεν είναι απλώς δυναμικό, αλλά και πιο περίπλοκο απ’ όσο πιστεύαμε, ακόμη και στα πιο σκοτεινά και ακραία του σημεία.