Οι αχόρταγες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που κρύβονται στο κέντρο πολλών γαλαξιών μπορούν να φωτίσουν τους πυρήνες τους τόσο έντονα, ώστε να φαίνονται σε ολόκληρο το σύμπαν. Το πώς όμως εμφανίζονται σε εμάς εξαρτάται καθοριστικά από τη γωνία με την οποία τις παρατηρούμε.
Αν κοιτάξουμε τον δικό μας γαλαξία, τον Milky Way, ο νυχτερινός ουρανός μάς δίνει την εντύπωση μιας ήρεμης και γαλήνιας κοσμικής γειτονιάς. Πέρα από περιστασιακές σουπερνόβες και τις αναταραχές που προκαλούν συγκρουόμενα νέφη αερίου, ο γαλαξίας μας φαίνεται σχετικά ήσυχος — όπως και πολλοί από τους κοντινούς γαλαξίες που βλέπουμε.
Ωστόσο, δεν είναι όλοι οι γαλαξίες τόσο ήρεμοι. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο Centaurus A, περίπου 13 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Με την πρώτη ματιά μοιάζει με έναν απλό ελλειπτικό γαλαξία, αλλά μια σκοτεινή λωρίδα σκόνης διασχίζει το κέντρο του. Από τη δεκαετία του 1940 οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι εκπέμπει έντονα ραδιοκύματα, και αργότερα ανακάλυψαν ότι εκπέμπει επίσης ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα. Έγινε φανερό ότι στο εσωτερικό του συμβαίνουν πολύ πιο βίαιες διαδικασίες απ’ όσες θα μάντευε κανείς από την εικόνα του.
Παρόμοια αντικείμενα ονομάστηκαν γαλαξίες Seyfert, από τον αστρονόμο Carl Seyfert που μελέτησε αρκετούς τέτοιους πυρήνες.
Τη δεκαετία του 1960 οι αστρονόμοι βρήκαν κάτι ακόμη πιο παράξενο: αντικείμενα που εξέπεμπαν ισχυρά ραδιοκύματα αλλά ήταν πολύ αμυδρά στο ορατό φως. Βρίσκονταν σε τεράστιες αποστάσεις και ήταν απίστευτα φωτεινά, αλλά έμοιαζαν οπτικά με αστέρια. Ονομάστηκαν κβάζαρ. Με βαθύτερες παρατηρήσεις έγινε σαφές ότι κάθε κβάζαρ είναι ένα εκτυφλωτικό σημείο φωτός που ξεχωρίζει από τον αμυδρό γαλαξία που το περιβάλλει.
Ένας ακόμη μυστηριώδης γαλαξίας, ο BL Lacertae (BL Lac), προστέθηκε στην εικόνα. Βρίσκεται σχεδόν ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά και παρουσιάζει τεράστιες μεταβολές φωτεινότητας μέσα σε ώρες. Αυτός ο τύπος γαλαξία έδωσε το όνομά του στην κατηγορία των blazars — μια ομάδα με εξαιρετικά ενεργούς πυρήνες όπως τα Seyfert και τα κβάζαρ. Όλοι αυτοί οι γαλαξίες κατατάσσονται συνολικά στους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες (AGN).
Οι αστρονόμοι δεν άργησαν να καταλάβουν την κοινή αιτία: μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει ύλη και απελευθερώνει τεράστια ποσά ενέργειας. Όμως, αν ο μηχανισμός είναι ίδιος, γιατί αυτές οι κατηγορίες φαίνονται τόσο διαφορετικές;
Το ενοποιημένο μοντέλο AGN
Τη δεκαετία του 1990 προτάθηκε μια ιδέα που εξηγεί μεγάλο μέρος της διαφοροποίησης:
το πώς φαίνεται ένας AGN εξαρτάται κυρίως από το από ποια γωνία τον κοιτάμε.
An artist’s concept of an active galactic nucleus, showing how intrinsically similar astrophysical objects can have very different appearances to external observers based upon varying viewing angles.
Γύρω από τη μαύρη τρύπα σχηματίζεται ένας δίσκος προσαύξησης — μια τεράστια επίπεδη δομή από θερμό υλικό που περιστρέφεται και θερμαίνεται μέχρι εκατομμύρια βαθμούς. Η ταχύτατη κίνηση φορτίων δημιουργεί και ενισχύει ισχυρά μαγνητικά πεδία. Σε συνδυασμό με το «σύρσιμο του πλαισίου» που οφείλεται στην περιστροφή της μαύρης τρύπας, αυτά τα πεδία εκτινάσσουν ύλη σε δύο εξαιρετικά ισχυρούς και στενούς πίδακες που εκτείνονται εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός.
Πιο έξω από τον δίσκο προσαύξησης βρίσκεται ένας μεγάλος, παχύς δακτύλιος σκόνης, σε σχήμα ντόνατ, που μπορεί να μπλοκάρει το φως υψηλής ενέργειας.
Έτσι, ανάλογα με το αν βλέπουμε:
Τον πίδακα κατά μέτωπο → βλέπουμε blazar (ισχυρές ακτίνες γάμμα, Χ και ραδιοκύματα).
Τον πίδακα λίγο «στο πλάι» → βλέπουμε κβάζαρ (ακόμη έντονο φως, αλλά με λιγότερη ακτινοβολία γάμμα).
Τον πυρήνα πίσω από τη σκόνη → βλέπουμε γαλαξία Seyfert (το υψηλής ενέργειας φως μπλοκάρεται και κυριαρχεί η υπέρυθρη και ραδιοεκπομπή).
Είναι σαν την παραβολή με τους τυφλούς και τον ελέφαντα: διαφορετική οπτική γωνία, διαφορετική «εικόνα», αλλά η πραγματικότητα είναι μία.
Βέβαια, το ενοποιημένο μοντέλο δεν εξηγεί κάθε λεπτομέρεια. Ωστόσο δίνει μια πολύ καλή γενική εικόνα των βασικών διαδικασιών και των διαφορών που παρατηρούμε.
Και ο δικός μας γαλαξίας;
Στο κέντρο του Milky Way υπάρχει πράγματι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα. Όμως αυτή την περίοδο δεν «τρέφεται» και παραμένει ήσυχη. Είναι πιθανό στο μακρινό παρελθόν να είχε ενεργοποιηθεί ως AGN — όπως πιστεύεται ότι συνέβη με τους περισσότερους μεγάλους γαλαξίες όταν το σύμπαν ήταν νεότερο. Προς το παρόν, ευτυχώς, ζούμε σε μια ήρεμη γαλαξιακή φάση.
