Γιατί εμφανίζονται πίδακες;

Στην αστροφυσική ένας πίδακας είναι μία ροή από ιονισμένο υλικό, αποτελείται δηλαδή από ελεύθερα ηλεκτρόνια και πυρήνες, που “εκτοξεύονται” από ένα συμπαγές αντικείμενο, όπως για παράδειγμα από μία μαύρη τρύπα ή από έναν αστέρα νετρονίων.

Είναι πολύ εντυπωσιακό ότι η ροή αυτή διατηρεί την κατεύθυνσή της σε μεγάλες αποστάσεις. Μία αντίστοιχη αναλογία από την καθημερινότητά μας είναι το να ανάψουμε ένα τσιγάρο στην Ελλάδα και ο καπνός του να διατηρείται εστιασμένος έως την Αυστραλία. Πώς όμως δημιουργούνται αυτές οι ροές και τι είναι αυτό που τις διατηρεί εστιασμένες;

Τα περισσότερα ουράνια σώματα, όπως και η Γη, περιβάλλονται από κάποιο μαγνητικό πεδίο. Ένα μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζεται από δυναμικές γραμμές, οι οποίες περιγράφουν την ένταση και την κατεύθυνση αυτού (στη Γη από  το Βόρειο στο Νότιο πόλο).

Τα συμπαγή αντικείμενα, που αναφέραμε παραπάνω, έχουν ισχυρό βαρυτικό πεδίο. Ας σκεφτούμε για παράδειγμα, μία υπερμαζική μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός γαλαξία, της οποία η μάζα είναι ίση με δισεκατομμύρια φορές την ηλιακή μάζα.   Το βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας δεσμεύει το υλικό που βρίσκεται στον περιβάλλοντα χώρο, όπως για παράδειγμα σκόνη και αέρια δημιουργώντας ένα δίσκο προσπίπτουσας ύλης. Όλη αυτή η συγκεντρωμένη ύλη μπορεί να αλληλεπιδράσει με το μαγνητικό πεδίο που ίσως υπάρχει γύρω από τη μαύρη τρύπα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός πίδακα.

Πώς δημιουργούνται όμως οι πίδακες; Υπάρχουν διάφορα θεωρητικά μοντέλα. Το επικρατέστερο αναπτύσσεται παρακάτω.

Η ύλη που βρίσκεται στον περιβάλλοντα χώρο της μαύρης τρύπας , σε αυτό της το ταξίδι της, μπορεί είτε να ακολουθήσει τροχιές γύρω από τη μαύρη τρύπα και να καταλήξει να “πέσει” μέσα ελκόμενη από το βαρυτικό πεδίο της είτε να παγιδευτεί στις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου. Αν συμβεί το δεύτερο, το μαγνητικό πεδίο με τη σειρά του, την επιταχύνει σε πολύ μεγάλες ταχύτητες, οι οποίες φτάνουν κοντά στην ταχύτητα του φωτός, και την εκτοξεύει μακριά από το κέντρο του βαρυτικού πεδίου, σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις, δημιουργώντας τους πίδακες. Πολλοί από τους πίδακες που έχουμε παρατηρήσει, μοιάζουν με αλτήρες (κάτι σαν τα βαράκια γυμναστικής!).

Σε πολλούς γαλαξίες, στις άκρες των πιδάκων, εκεί δηλαδή που σταματά η εστιασμενη ροή, παρατηρούνται δύο λοβοί, όπως φαίνονται και στην Εικόνα 1, έξω από την κεντρική μαύρη τρύπα, και μπορεί να επεκτείνονται έως και εκατομμύρια parsec (pc)* μακριά.

Το υλικό που εκτοξεύεται από τους πίδακες υπήρξε κάποτε συστατικό του Γαλαξία και τώρα ταξιδεύει στο σύμπαν. Το υλικό αυτό, μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία  καινούργιων  περιοχών αστρογένεσης! Είναι συναρπαστικό το πώς αυτά τα ισχυρά αντικείμενα που πηγάζουν από το τέλος των άστρων, είναι εν μέρη υπεύθυνα για τη δημιουργία  νέων “γενιών”, μια συναρπαστική “ανακύκλωση” που συναντάμε και σε άλλα φυσικά παραδείγματα.

Περισσότερο Διάβασμα:

https://www.cam.ac.uk/research/news/black-hole-powered-jets-fuel-star-formation

https://chandra.harvard.edu/press/19_releases/press_112619.html

*Το pc είναι μία αστρονομική μονάδα μέτρησης αποστάσεων και ισοδυναμεί με περίπου 3×10¹⁶ μέτρα. Το κοντινότερο αστέρι στον Ήλιο, το  Proxima Centauri, απέχει περίπου 1.3 pc.