Οι μαύρες τρύπες λειτουργούν ως αποθήκες σκοτεινής ενέργειας και για αυτό το λόγο προκαλείται η διαστολή του σύμπαντος», σημείωσε στον «Φ» ο αστροφυσικός και πρύτανης του Ευρωπαϊκού Πανεπιστήμιου Κύπρου, Ανδρέας Ευσταθίου. Πρόκειται για μια πρωτοποριακή θεωρία, η οποία πρόσφατα δημοσιεύθηκε σε επιστημονικό περιοδικό, προκαλώντας παγκόσμιο ενδιαφέρον. Στα καινοφανή αυτά συμπεράσματα κατέληξαν 17 επιστήμονες από εννέα χώρες του κόσμου (μεταξύ των οποίων η Κύπρος), μετά από μακροχρόνιες παρατηρήσεις γαλαξιών.
«Αυτή η μελέτη ξεκίνησε με την προσπάθεια να προσδιοριστεί το πώς αλλάζουν οι μάζες των μαύρων τρυπών και η αστρική μάζα των γαλαξιών στην ιστορία του σύμπαντος. Την ίδια στιγμή, οι θεωρητικοί αστροφυσικοί της ομάδας προσπαθούσαν να καταλάβουν τι αλλάζει όταν λύνουμε τις εξισώσεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας για τις μαύρες τρύπες αν λάβουμε υπόψη ότι υπάρχουν σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν. Η σημαντική ανακάλυψη έγινε τα τελευταία δύο χρόνια, όταν συνδυάσαμε τα αποτελέσματα από αυτές τις δύο μελέτες», ανέφερε ο δρ. Ευσταθίου.
Οι παρατηρήσεις που οδήγησαν σε αυτά τα αποτελέσματα έγιναν με διάφορα τηλεσκόπια τόσο στο έδαφος όσο και σε δορυφορικά παρατηρητήρια. «Οι παρατηρήσεις έγιναν κυρίως την τελευταία δεκαετία. Μία από τις πιο σημαντικές εξελίξεις στην αστροφυσική τα τελευταία χρόνια ήταν η δημιουργία πολύ μεγάλων αρχείων δεδομένων που είναι δημόσια διαθέσιμα σε ολόκληρη την κοινότητα. Πολλές νέες και σημαντικές ανακαλύψεις μπορούν να γίνουν με την ανάλυση των δεδομένων σε αυτά τα αρχεία. Ένα καλό παράδειγμα είναι το αποτέλεσμα».
Η ομάδα τους, όπως εξηγεί, παρουσίασε αποδείξεις βασισμένες στην παρατήρηση «ότι οι μαύρες τρύπες (σε αδρανείς ελλειπτικούς γαλαξίες) αυξήθηκαν σε μάζα τα τελευταία 9 δισ. χρόνια πολύ περισσότερο από ό,τι μπορεί να εξηγηθεί υπό κανονικές διαδικασίες στην εξέλιξη των γαλαξιών, όπως είναι οι συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών ή η συσσώρευση αερίου», σημειώνει ο δρ. Ευσταθίου.
«Στη συνέχεια θέσαμε ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ των μαύρων τρυπών και της σκοτεινής ενέργειας, δύο από τις πιο μυστηριώδεις έννοιες στη σύγχρονη αστροφυσική και κοσμολογία». Η αύξηση της μάζας των μαύρων τρυπών, είπε, οφείλεται στο γεγονός ότι αυτές δεν υπάρχουν μεμονωμένα αλλά μέσα σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν. «Αυτό αναφέρεται ως “κοσμολογική σύζευξη”. Η ομάδα διαπίστωσε ότι η αύξηση της μάζας των μαύρων τρυπών ταιριάζει με τις προβλέψεις που έχουν γίνει για αυτές, οι οποίες όχι μόνο συζευγνύουν κοσμολογικά, αλλά περικλείουν επίσης ενέργεια κενού — υλικό που προκύπτει από τη συμπίεση της ύλης όσο το δυνατόν περισσότερο χωρίς να παραβιάσει τις εξισώσεις του Αϊνστάιν».
Επιπλέον, η ομάδα παρουσίασε δεύτερο έγγραφο που δείχνει ότι η συνδυασμένη ενέργεια κενού των μαύρων τρυπών που παράγεται στους θανάτους των πρώτων αστεριών του σύμπαντος συμφωνεί με τη μετρούμενη ποσότητα σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν μας.
Η σκοτεινή ενέργεια, σημειώνει ο Κύπριος αστροφυσικός, είναι η μυστηριώδης μορφή ενέργειας που πιστεύεται ότι διαπερνά το σύμπαν και η οποία προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του. Ανακαλύφθηκε το 1998 και μέχρι στιγμής δεν έχει υπάρξει μια πειστική εξήγηση για τη φύση και την προέλευσή της.
«Αυτές οι νέες μετρήσεις, εάν υποστηρίζονται από περαιτέρω στοιχεία, επαναπροσδιορίζουν την κατανόησή μας για το τι είναι μια μαύρη τρύπα. Η μελέτη μας παρέχει ένα πλαίσιο για τους θεωρητικούς φυσικούς και αστρονόμους να κάνουν περαιτέρω μελέτες και να ρίξουν φως στην ιδέα. Η τρέχουσα γενιά πειραμάτων σκοτεινής ενέργειας όπως το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI) και η Έρευνα Σκοτεινής Ενέργειας (DES) αναμένεται να συμβάλουν σε αυτή την προσπάθεια. Εάν επιβεβαιωθεί η κοσμολογική σύζευξη, αυτό θα σήμαινε ότι οι μαύρες τρύπες δεν αποσυνδέονται ποτέ εντελώς από το σύμπαν μας, ότι συνεχίζουν να ασκούν σημαντική επιρροή στην εξέλιξη του σύμπαντος στο μακρινό μέλλον».
Η ομάδα, σημειώνει ο δρ. Ευσταθίου, αποτελείται από 17 επιστήμονες από εννέα διαφορετικές χώρες. «Συνεργάζομαι με μέλη αυτής της ομάδας για περισσότερες από δύο δεκαετίες. Επικεφαλής είναι ο καθηγητής Duncan Farrah του Πανεπιστημίου της Χαβάης. Άλλοι βασικοί επιστήμονες είναι ο δρ. David Clements στο Imperial College του Λονδίνου, ο δρ. Chris Pearson στο Rutherford Appleton Laboratory στο Oxfordshire και η δρ. Ευανθία Χατζημινάογλου στο European Southern Observatory στο Μόναχο».
Η ομάδα, σχεδιάζει ήδη «περισσότερες παρατηρήσεις για τους γαλαξίες που μελετήσαμε με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και άλλου, τα οποία θα μας επιτρέψουν να κάνουμε καλύτερες εκτιμήσεις για τη μορφολογία και τη μάζα των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Αυτές είναι οι βασικές παράμετροι για αυτήν τη μελέτη και είναι πολύ σημαντικό να βελτιώσουμε την κατανόησή μας με περισσότερα δεδομένα και πιο λεπτομερή ανάλυση».
«Από τις πιο σημαντικές μελέτες στην καριέρα μου»
«Αυτή είναι σίγουρα μια από τις πιο σημαντικές μελέτες που συμμετείχα στην καριέρα μου και νιώθω εξαιρετική τιμή που είμαι μέλος αυτής της ομάδας διακεκριμένων επιστημόνων σε όλο τον κόσμο», είπε ο δρ. Ευσταθίου και πρόσθεσε: «Ήταν πολύ συναρπαστικό όταν συνειδητοποιήσαμε, αμέσως μετά το παγκόσμιο δελτίο Τύπου για αυτήν την ανακάλυψη, ότι υπήρχε τεράστιο ενδιαφέρον από μέσα ενημέρωσης σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της Ελλάδας και της Κύπρου. Ελπίζω αυτό το αποτέλεσμα να μας βοηθήσει στις προσπάθειές μας να δημιουργήσουμε μια μικρή κοινότητα αστροφυσικών στην Κύπρο».
Όπως σημειώνει, είναι πολύ σημαντικό για τον ίδιο «αλλά και για το Ερευνητικό Κέντρο Αρίσταρχου (ARC) του οποίου ηγούμαι στο Ευρωπαϊκό Πανεπιστήμιο Κύπρου, να συμμετέχω σε έργα υψηλού προφίλ όπως αυτό. Η Κύπρος δεν έχει αυτή τη στιγμή άμεση πρόσβαση σε σημαντικές αστρονομικές εγκαταστάσεις, επομένως μέσω συνεργασιών, όπως αυτή, έχουμε την ευκαιρία να συνεισφέρουμε σημαντικά στη σύγχρονη αστροφυσική και κοσμολογία».
Ο δρ. Ευσταθίου συνέβαλε στην ομάδα λόγω της εμπειρίας στη μελέτη υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και του σχηματισμού άστρων σε μια κατηγορία γαλαξιών που είναι γνωστοί ως υπερφωτεινοί υπέρυθροι γαλαξίες (ULIRGs). «Οι υπέρυθροι γαλαξίες είναι το αποτέλεσμα της συγχώνευσης δύο μεγάλων σπειροειδών γαλαξιών και προορίζονται να γίνουν ελλειπτικοί γαλαξίες. Αυτή η εργασία και η τεχνογνωσία ήταν απαραίτητες για το συμπέρασμα στο πρώτο έγγραφο ότι οι μαύρες τρύπες σε ελλειπτικούς γαλαξίες αποκτούν μεγαλύτερη μάζα τα τελευταία 9 δισ. χρόνια από ό,τι μπορεί να εξηγηθεί από γνωστές διαδικασίες στην εξέλιξη των γαλαξιών. Έχω, επίσης, εξειδίκευση στη μελέτη της ιστορίας του σχηματισμού αστεριών του σύμπαντος. Αυτή η τεχνογνωσία ήταν απαραίτητη για τους υπολογισμούς στο δεύτερο επιστημονικό άρθρο που δείχνουν ότι η ποσότητα της σκοτεινής ενέργειας στο σύμπαν σήμερα (~68% του συνόλου) μπορεί να εξηγηθεί από τις μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν από το θάνατο μεγάλων αστεριών στην ιστορία του σύμπαντος».
Ο δρ. Ευσταθίου γεννήθηκε και μεγάλωσε στην Πάφο. «Μετά τη στρατιωτική μου θητεία πήγα στο Λονδίνο όπου σπούδασα αρχικά Μηχανολόγος Μηχανικός στο Queen Mary του Πανεπιστημίου του Λονδίνου. Για το διδακτορικό μου έμεινα στο ίδιο Πανεπιστήμιο αλλά πέρασα στην Αστρονομία και την Αστροφυσική δουλεύοντας στην ανάπτυξη των πρώτων μοντέλων για την υπέρυθρη εκπομπή κβάζαρ και νεαρών άστρων». Μετά από μεταδιδακτορικές θέσεις στο Queen Mary, στο University of Hertfordshire και στο Imperial College του Λονδίνου, επέστρεψε στην Κύπρο. Σήμερα τελεί καθήκοντα πρύτανη στο Ευρωπαϊκό Πανεπιστήμιο Κύπρου, έχοντας διατελέσει στο παρελθόν αντιπρύτανης Έρευνας και Εξωτερικών Υποθέσεων.
