Η NASA παρουσίασε ένα νέο animation που εστιάζει στις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Αυτά τα αστρονομικά “τέρατα” κρύβονται στα κέντρα της πλειοψηφίας των μεγάλων γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία μας, διαθέτοντας μάζα που υπερβαίνει την μάζα του Ήλιου από 100.000 φορές έως δεκάδες δισεκατομμύρια φορές.
“Απευθείας μετρήσεις, πολλές από αυτές επιτευχθείσες με την υποστήριξη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, επιβεβαιώνουν την ύπαρξη πάνω από 100 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες”, είπε ο Jeremy Schnittman, θεωρητικός φυσικός στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt του Maryland. “Πώς αποκτούν τέτοιο μέγεθος; Κατά τη σύγκρουση γαλαξιών, οι κεντρικές τους μαύρες τρύπες μπορεί να καταλήξουν να συγχωνεύονται”.
Το 2019 και το 2022, το Event Horizon Telescope – ένα δίκτυο ραδιοπαρατηρητηρίων που εκτείνεται σε όλη την γη – δημιούργησε τις πρώτες εικόνες των τεράστιων μαύρων τρυπών στα κέντρα του M87 και του δικού μας Γαλαξία. Αποκάλυψαν έναν λαμπερο δακτύλιο από καυτό αέριο που περιστρέφεται γύρω από μια σφαιρική ζώνη σκοταδιού.
Όποιο φως διαπερνά τον ορίζοντα γεγονότων – το σημείο από το οποίο δεν υπάρχει επιστροφή σε μια μαύρη τρύπα – καθίσταται αιχμάλωτο για πάντα, ενώ οποιοδήποτε φως περνάει εγγύτερα του παραμορφώνεται από την τεράστια βαρυτική επιρροή της μαύρης τρύπας. Αυτά τα δύο φαινόμενα συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μια “σκιά” περίπου δύο φορές μεγαλύτερη από τον πραγματικό ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.
Οι 10 μεγαλύτερες μαύρες τρύπες
Το πρόσφατο animation της NASA παρουσιάζει 10 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που καταλαμβάνουν την κεντρική θέση των γαλαξιών που τις φιλοξενούν, περιλαμβανομένων του δικού μας Γαλαξία και του M87, καταγράφοντας την κλίμακά τους σε σχέση με το μέγεθος της σκιάς τους. Ξεκινώντας από την εγγύτητα του Ήλιου, η κάμερα απομακρύνεται σταδιακά για να συγκρίνει τις ολοένα και μεγαλύτερες μαύρες τρύπες με διάφορες δομές του ηλιακού μας συστήματος. Το αποτέλεσμα είναι μια εντυπωσιακή οπτική αναφορά της σχετικότητας των μεγεθών στο Σύμπαν, αποτυπώνοντας την απίστευτη έκταση των αυτών των κοσμικών “τεράτων”.
Ο γαλαξίας νάνος 1601+3113, τον οποίο πρωτοστατεί μια μαύρη τρύπα με μάζα 100.000 ηλιακών μαζών, καταλαμβάνει την πρώτη θέση. Τόσο συμπυκνωμένη είναι η ύλη εκεί, που η σκιά της μαύρης τρύπας είναι μικρότερη από τον Ήλιο.
Στο κέντρο του δικού μας Γαλαξία, η μαύρη τρύπα γνωστή ως Τοξότης Α* (διαβάζεται ay-star), διαθέτει μάζα ισοδύναμη με 4,3 εκατομμύρια ήλιους, κάτι που έχει διαπιστωθεί μέσω μακροπρόθεσμης παρακολούθησης των αστέρων που περιφέρονται γύρω της. Η σκιά της είναι περίπου το μισό της τροχιάς του Ερμή στο ηλιακό μας σύστημα.
Το κινηματογραφικό σχέδιο απεικονίζει δυο μεγάλες μαύρες τρύπες στο γαλαξία NGC 7727. Αυτές είναι σε απόσταση περίπου 1.600 ετών φωτός μεταξύ τους, με την μία να ζυγίζει 6 εκατομμύρια ηλιακές μάζες και την άλλη πάνω από 150 εκατομμύρια ήλιους. Σύμφωνα με τους αστρονόμους, το δίδυμο αυτό πρόκειται να συγχωνευθεί μέσα στα επόμενα 250 εκατομύρια χρόνια.
Όπως ανέφερε ο αστροφυσικός του Goddard, Ira Thorpe, “από το 2015, τα γεωκεντρικά παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων έχουν καταγράψει τις συγχωνεύσεις μαύρων τρύπων με μάζες μερικών δεκάδων ήλιων, χάρη στους μικροσκοπικούς κυματισμούς στο χωροχρόνο που παράγουν αυτά τα γεγονότα”. Οι συγχωνεύσεις υπερμεγέθων μαύρων τρύπων θα παράγουν κύματα με πολύ χαμηλότερες συχνότητες, τα οποία θα μπορούν να ανιχνευθούν με την επικουρία ενός διαστημικού παρατηρητηρίου, το οποίο είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από τα γεωκεντρικά παρατηρητήρια.
Γι’ αυτόν ακριβώς τον λόγο, η NASA συνεργάζεται με την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) για την κατασκευή της αποστολής LISA, της Διαστημικής Κεραίας με Συμβολόμετρο Λέιζερ, που προγραμματίζεται να εκτοξευθεί κάποια στιγμή στην επόμενη δεκαετία. Η LISA θα αποτελείται από έναν αστερισμό τριών διαστημοπλοίων σε μια τριγωνική διάταξη, που θα εκτελούν λέιζερ-μετρήσεις προς και από μια απόσταση εκατομμυρίων μιλίων, προκειμένου να καταγράψουν με ακρίβεια τις αποστάσεις μεταξύ τους. Αυτό θα δώσει τη δυνατότητα να ανιχνευθούν διερχόμενα βαρυτικά κύματα από συγχωνευόμενες μαύρες τρύπες με μάζες έως και μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια ήλιους. Οι αστρονόμοι εξετάζουν και άλλες μεθόδους ανίχνευσης, για να μπορέσουν να εντοπίσουν ακόμη μεγαλύτερες συγχωνεύσεις.
Στην κορυφή της κλίμακας εμψύχωσης βρίσκεται η μαύρη τρύπα του Μ87, που έχει μάζα 5,4 δισεκατομμυρίων ήλιων, αναθεωρημένη προσφάτως. Η σκιά της είναι τόσο τεράστια, που ακόμη και μια δέσμη φωτός – που ταξιδεύει με ταχύτητα 670 εκατομμυρίων μιλίων ανά ώρα (1 δισεκατομμύριο χλμ/ώρα) – θα χρειαζόταν περίπου δυόμισι ημέρες για να τη διασχίσει!
Το βίντεο καταλήγει στην μαύρη τρύπα TON 618, μια από τις ελάχιστες τεράστιες και απομακρυσμένες μαύρες τρύπες, για τις οποίες οι αστρονόμοι διαθέτουν άμεσες μετρήσεις. Αυτό το γιγάντιο αστρονομικό αντικείμενο περιέχει πάνω από 60 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες και παρουσιάζει μια τόσο ογκώδη σκιά, που θα απαιτούνταν εβδομάδες για μια δέσμη φωτός για να τη διαπεράσει.
