Οι επιστήμονες αποκάλυψαν μια εκπληκτική νέα εικόνα της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας. Το αντικείμενο – γνωστό ως Τοξότης Α* – παρουσιάζεται για πρώτη φορά σε πολωμένο φως.
Η στροβιλώδης εικόνα δείχνει τη δομή του μαγνητικού πεδίου γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στην καρδιά του γαλαξία μας και υποδηλώνει ότι μπορεί να έχει έναν κρυφό πίδακα.
Όπως αναφέρει ο Independent, η εικόνα δημιουργήθηκε από τους επιστήμονες στο πλαίσιο της συνεργασίας Event Horizon Telescope. Αυτή παρήγαγε την πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας – εκείνης στην καρδιά του γαλαξία Messier 87 το 2019 – και την πρώτη εικόνα του Τοξότη Α* το 2022.
Ο γαλαξίας μας είναι χίλιες φορές μικρότερος από τον Messier 87, αλλά η νέα εικόνα υποδηλώνει ότι μπορεί να είναι εξαιρετικά παρόμοιοι: εκτός από την κοινή εμφάνιση, μοιάζουν να έχουν συγγενικές δομές μαγνητικών πεδίων.
«Αυτό που βλέπουμε τώρα είναι ότι υπάρχουν ισχυρά, ελικοειδή και οργανωμένα μαγνητικά πεδία κοντά στη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας», δήλωσε η αστροφυσικός Sara Issaoun, συν-επικεφαλής του προγράμματος.
«Μαζί με το γεγονός ότι ο Τοξότης A* έχει μια εντυπωσιακά παρόμοια δομή πόλωσης με αυτή που παρατηρείται στην πολύ μεγαλύτερη και ισχυρότερη μαύρη τρύπα M87*, μάθαμε ότι τα ισχυρά και διατεταγμένα μαγνητικά πεδία είναι κρίσιμα για τον τρόπο με τον οποίο οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το αέριο και την ύλη γύρω τους».
Ο Δρ. Ziri Younsi, μέλος του Event Horizon Telescope, συμπλήρωσε: «Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι η δομή πόλωσης του Τοξότη A* είναι τόσο παρόμοια με εκείνη της μαύρης τρύπας M87*, η οποία γνωρίζουμε ότι διαθέτει έναν θαυμαστό σχετικιστικό πίδακα (σ.σ. πολύ ισχυρός πίδακας πλάσματος με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός). Είναι πιθανό ένας τέτοιος πίδακας να κρύβεται στον Τοξότη Α*».
Τι είναι το πολωμένο φως;
Η εικόνα, που φαίνεται για πρώτη φορά σε πολωμένο φως, δείχνει πορτοκαλί στροβιλισμούς γύρω από τη μαύρη τρύπα, που φέρνουν στο νου το Μάτι του Σάουρον από την κινηματογραφική μεταφορά του «Άρχοντα των Δαχτυλιδιών» του Τζ. Ρ. Ρ. Τόλκιν.
Το φως είναι ένα ταλαντευόμενο ή κινούμενο ηλεκτρομαγνητικό κύμα που μας επιτρέπει να βλέπουμε αντικείμενα, ενώ το πολωμένο φως είναι φως στο οποίο το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο δονούνται το καθένα σε ένα μόνο επίπεδο. Αν και μας περιβάλλει, τα ανθρώπινα μάτια δεν μπορούν να το ξεχωρίσουν από το κανονικό φως.
Στις μαύρες τρύπες, τα σωματίδια που στροβιλίζονται γύρω από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου εκπέμπουν ένα μοτίβο πόλωσης, επιτρέποντας στους αστρονόμους να δουν με όλο και μεγαλύτερη λεπτομέρεια τι συμβαίνει στις περιοχές των μαύρων τρυπών και να χαρτογραφήσουν τις γραμμές του μαγνητικού τους πεδίου.
Τα ευρήματα που συνοδεύουν τη νέα εικόνα του Τοξότη Α* δημοσιεύονται στην επιθεώρηση The Astrophysical Journal Letters.
Λίγα λόγια για τις μαύρες τρύπες
Μια μαύρη τρύπα είναι μια περιοχή στο Διάστημα, όπου η ελκτική δύναμη της βαρύτητας είναι τόσο ισχυρή σε βαθμό που το φως δεν μπορεί να διαφύγει. Η ισχυρή βαρύτητα εμφανίζεται επειδή η ύλη έχει συμπιεστεί σε έναν μικροσκοπικό χώρο. Αυτή η συμπίεση μπορεί να λάβει χώρα στο τέλος της ζωής ενός άστρου.
Ορισμένες μαύρες τρύπες είναι αποτέλεσμα των άστρων που πεθαίνουν. Καθώς το φως δεν μπορεί να διαφύγει, οι μαύρες τρύπες είναι αόρατες. Ωστόσο, τα διαστημικά τηλεσκόπια με ειδικά όργανα μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό των μαύρων τρυπών παρατηρώντας την συμπεριφορά υλικών και άστρων που βρίσκονται σε πολύ κοντινή απόσταση από αυτές.
Πόσο μεγάλες είναι οι μαύρες τρύπες;
Οι μαύρες τρύπες μπορούν να έχουν διάφορα μεγέθη, αλλά υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι μαύρων τρυπών που καθορίζονται από τη μάζα και το μέγεθος τους. Οι μικρότερες είναι γνωστές ως αρχέγονες μαύρες τρύπες. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο τύπος μαύρης τρύπας είναι τόσο μικρός όσο ένα άτομο, αλλά συγκεντρώνει τη μάζα ενός μεγάλου βουνού.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος μεσαίου μεγέθους μαύρων οπών ονομάζεται «αστρικός«. Η μάζα μιας αστρικής μαύρης τρύπας μπορεί να είναι έως και 20 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου και μπορεί να χωρέσει μέσα σε μια σφαίρα με διάμετρο περίπου 16 χιλιομέτρων. Δεκάδες μαύρες τρύπες αστρικής μάζας ενδέχεται να υπάρχουν εντός του Γαλαξία μας.
Οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες ονομάζονται «υπερμεγέθεις«. Αυτές οι μαύρες τρύπες έχουν μάζα μεγαλύτερη από 1 εκατομμύριο Ήλιους μαζί και θα χωρούσαν μέσα σε μια σφαίρα με διάμετρο περίπου όσο το μέγεθος του ηλιακού συστήματος μας. Επιστημονικά στοιχεία δείχνουν ότι κάθε μεγάλος γαλαξίας περιέχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας ονομάζεται Τοξότης Α. Έχει μάζα ίση με περίπου 4 εκατομμύρια Ήλιους και θα χωρούσε μέσα σε μια σφαίρα με διάμετρο περίπου στο μέγεθος του Ήλιου.
Πώς σχηματίζονται οι μαύρες τρύπες;
Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι σχηματίστηκαν στο πρώιμο Σύμπαν, αμέσως μετά το Big Bang. Οι αστρικές μαύρες τρύπες σχηματίζονται όταν το κέντρο ενός πολύ μεγάλου άστρου καταρρέει προς τον εαυτό του. Αυτή η κατάρρευση προκαλεί επίσης μια υπερκαινοφανή έκρηξη (supernova), ή ένα εκρηκτικό άστρο, που εκτοξεύει μέρος του στο Διάστημα. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σχηματίστηκαν την ίδια εποχή με τον γαλαξία στον οποίο βρίσκονται. Το μέγεθος της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας σχετίζεται με το μέγεθος και τη μάζα του γαλαξία στον οποίο βρίσκεται.
Θα μπορούσε μια μαύρη τρύπα να «καταπιεί» τη Γη;
Οι μαύρες τρύπες δεν περιφέρονται στο Σύμπαν, καταπίνοντας τυχαία κόσμους. Ακολουθούν τους νόμους της βαρύτητας όπως και τα άλλα αντικείμενα στο Διάστημα. Η τροχιά μιας μαύρης τρύπας θα έπρεπε να είναι πολύ κοντά στο ηλιακό σύστημα για να επηρεάσει τη Γη, πράγμα που δεν είναι πιθανό. Αν μια μαύρη τρύπα που έχει την ίδια μάζα με τον Ήλιο μπορούσε να τον αντικαταστήσει, η Γη δεν θα έπεφτε μέσα. Η μαύρη τρύπα με την ίδια μάζα με τον Ήλιο θα διατηρούσε την ίδια βαρύτητα. Οι πλανήτες θα εξακολουθούσαν να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα, όπως και τώρα γύρω από τον Ήλιο.
Θα μπορούσε ο Ήλιος να καταλήξει σε μαύρη τρύπα;
Ο Ήλιος δεν έχει αρκετή μάζα για να καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα. Σε δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο ήλιος θα βρίσκεται στο τέλος της ζωής του, θα γίνει ένας κόκκινος γίγαντας. Τότε, όταν θα έχει καταναλώσει τα τελευταία καύσιμά του, θα αποβάλει τα εξωτερικά του στρώματα και θα μετατραπεί σε ένα λαμπερό δακτύλιο αερίου που ονομάζεται πλανητικό νεφέλωμα. Τέλος, το μόνο που θα απομείνει από τον Ήλιο θα είναι ένας ψυχρός λευκός νάνος.
Πώς μελετά η NASA τις μαύρες τρύπες;
Η NASA μαθαίνει για τις μαύρες τρύπες χρησιμοποιώντας διαστημικά όργανα όπως το παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra, ο δορυφόρος Swift και το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi. Το Fermi εκτοξεύτηκε το 2008 και παρατηρεί ακτίνες γάμμα – την πιο ενεργητική μορφή φωτός – σε αναζήτηση υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και άλλων αστρονομικών φαινομένων. Διαστημικά όργανα όπως τα παραπάνω βοηθούν τους επιστήμονες να απαντήσουν σε ερωτήματα σχετικά με την προέλευση, την εξέλιξη και τον προορισμό του Σύμπαντος.
Πηγή: techgear
