Το φαινόμενο της μετάπτωσης: από τη Γη στις μαύρες τρύπες

Για να κατανοήσουμε τι συμβαίνει σε μακρινούς γαλαξίες, πρέπει πρώτα να κοιτάξουμε ένα παιδικό παιχνίδι και τον ίδιο μας τον πλανήτη. Το κλειδί είναι η μετάπτωση (precession), ένας φυσικό φαινόμενο που διέπει τα πάντα, από μικροσκοπικά αντικείμενα μέχρι γιγαντιαία ουράνια σώματα.

Η αρχή της σβούρας

Φανταστείτε μια σβούρα που περιστρέφεται γρήγορα πάνω σε ένα τραπέζι. Όσο η ταχύτητά της είναι μεγάλη, στέκεται όρθια. Καθώς όμως δέχεται εξωτερικές δυνάμεις (όπως η τριβή ή η βαρύτητα), ο άξονας της παύει να είναι εντελώς κάθετος και ακίνητος.

Αντί να πέσει αμέσως, η σβούρα αρχίζει να «κλυδωνίζεται»: ο κορμός της συνεχίζει να γυρίζει, αλλά ο άξονας της αρχίζει να διαγράφει έναν κύκλο (ή κώνο) στον αέρα. Αυτή η κυκλική κίνηση του άξονα ονομάζεται μετάπτωση.

Η Γη ως γιγαντιαία σβούρα

Ο πλανήτης μας συμπεριφέρεται ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό της, αλλά ο άξονας της δεν είναι κάθετος στο επίπεδο περιφοράς της γύρων από τον Ήλιο έχει μια κλίση περίπου 23,5 μοιρών. Λόγω της βαρυτικής έλξης που ασκούν ο Ήλιος και η Σελήνη, ο άξονας της Γης δεν «κοιτάζει» πάντα το ίδιο σημείο στον ουρανό. Ταλαντώνεται αργά, διαγράφοντας έναν πλήρη κύκλο κάθε 26.000 χρόνια περίπου.

Εικόνα 1: Καλλιτεχνική απεικόνιση της μετάπτωσης του άξονα της Γης. Image Credit: Robert Simmon, NASA GSFC.

Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως «Μετάπτωση των Ισημεριών», έχει πρακτικές συνέπειες:

  • Σήμερα, ο άξονας του Βόρειου Πόλου δείχνει προς τον Πολικό Αστέρα (Polaris), γι’ αυτό και τον χρησιμοποιούμε για προσανατολισμό.
  • Σε 12.000 χρόνια, λόγω της μετάπτωσης, ο άξονας θα έχει μετακινηθεί και θα δείχνει προς ένα άλλο λαμπρό άστρο, τον Βέγα (στον αστερισμό της Λύρας). Τότε, ο Βέγας θα είναι ο νέος μας «Πολικός Αστέρας».

Η εφαρμογή στον γαλαξία VV 340a

Η ίδια ακριβώς φυσική αρχή που αλλάζει το πολικό μας άστρο, καθορίζει τη μοίρα ολόκληρων γαλαξιών. Στην περίπτωση του γαλαξία VV 340a, τη θέση της σβούρας παίρνει η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

Η μαύρη τρύπα περιστρέφεται και εκτοξεύει πίδακες υπέρθερμου πλάσματος από τους πόλους της. Ωστόσο, ακριβώς όπως η Γη, ο άξονας περιστροφής της μαύρης τρύπας υφίσταται μετάπτωση. Αυτό σημαίνει ότι οι πίδακες δεν εκτοξεύονται ευθεία σαν σταθερό λέιζερ. Αντιθέτως, περιστρέφονται κυκλικά, θυμίζοντας ένα περιστρεφόμενο μπεκ ποτίσματος.Αυτή η κίνηση είναι κρίσιμη: επειδή ο πίδακας «σαρώνει» τον χώρο κυκλικά, καταφέρνει να χτυπήσει και να θερμάνει τεράστιες ποσότητες αερίου σε μεγάλη έκταση μέσα στον γαλαξία, εμποδίζοντας έτσι τη δημιουργία νέων άστρων. Αν ο πίδακας ήταν σταθερός, θα άνοιγε απλώς μια στενή τρύπα στα σύννεφα αερίων και θα έφευγε στο διάστημα, χωρίς να επηρεάσει τόσο δραματικά την εξέλιξη του γαλαξία.