26 Ιουνίου 2022

Hubble | Η ανακάλυψη μιας μαύρης τρύπας που περιπλανιέται στον γαλαξία της

Hubble | μαύρη τρύπα
Για να «δουν» και να μετρήσουν τη μαύρη τρύπα, οι ερευνητές εξετάζουν πώς κάμπτει το φως των αστεριών.
Για να «δουν» και να μετρήσουν τη μαύρη τρύπα, οι ερευνητές εξετάζουν πώς κάμπτει το φως των αστεριών.

Από τότε που το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble εκτοξεύτηκε για πρώτη φορά το 1990, έχει ρίξει φως σε πολλά μυστήρια του σύμπαντος μας. Και μετά από περισσότερα από 30 χρόνια, συνεχίζει να εντυπωσιάζει. Πιο πρόσφατα, ανακάλυψε αυτό που οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι είναι το πρώτο στο είδος του—μια περιπλανώμενη μαύρη τρύπα που έμεινε ελεύθερη να περιπλανηθεί στον γαλαξία.

Συνήθως, οι μαύρες τρύπες βρίσκονται στο κέντρο ενός γαλαξία ή ζευγαρώνονται με σχετικά αστέρια. Ωστόσο, η μαύρη τρύπα που εντόπισε το Hubble πηγαίνει μόνη της και ταξιδεύει με 100.000 μίλια την ώρα γύρω από τον Γαλαξία. Βρίσκεται 5.000 έτη φωτός μακριά στον σπειροειδή βραχίονα Carina-Tagittarius του γαλαξία μας, είναι μόνο μία από τις 100 εκατομμύρια εκτιμώμενες μαύρες τρύπες που κατοικούν στον Γαλαξία μας.

Η NASA εξηγεί ότι οι μαύρες τρύπες που περιφέρονται στον γαλαξία μας γεννιούνται από σπάνια, τερατώδη αστέρια (λιγότερο από το ένα χιλιοστό του αστρικού πληθυσμού του γαλαξία) που έχουν τουλάχιστον 20 φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο μας. Αυτά τα αστέρια εκρήγνυνται ως supernova και ο πυρήνας που απομένει συνθλίβεται από τη βαρύτητα σε μια μαύρη τρύπα. Επειδή η αυτοέκρηξη δεν είναι απόλυτα συμμετρική, η μαύρη τρύπα μπορεί να χτυπήσει και να περιπλανηθεί στον γαλαξία μας σαν μια εκτοξευμένη οβίδα.

Ενώ τα τηλεσκόπια δεν μπορούν να φωτογραφίσουν τις μαύρες τρύπες καθώς δεν εκπέμπουν φως μπορούν να απεικονίσουν το φως των αστεριών που παραμορφώνεται όταν μια μαύρη τρύπα παρατάσσεται πίσω από αυτά. Μελετώντας αυτή τη στρέβλωση του διαστήματος, που ονομάζεται βαρυτικός μικροφακός, οι ερευνητές μπόρεσαν να αναγνωρίσουν και να διαστασιολογήσουν την περιπλανώμενη μαύρη τρύπα.

Δύο ομάδες μελετών εξέτασαν τα δεδομένα που παρείχε το Hubble και υπολόγισαν ότι η μάζα του αόρατου συμπαγούς αντικειμένου είναι μεταξύ 1,6 και 4,4 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Στο υψηλότερο άκρο αυτού του εύρους, το αντικείμενο θα ήταν μια μαύρη τρύπα. στο χαμηλό άκρο, θα ήταν ένα αστέρι νετρονίων, το οποίο είναι ο κατεστραμμένος πυρήνας ενός υπεργίγαντα αστέρα. Είτε έτσι είτε αλλιώς, είναι μια συναρπαστική ανακάλυψη.

«Οι ανιχνεύσεις μεμονωμένων μαύρων τρυπών θα παρέχουν νέες γνώσεις για τον πληθυσμό αυτών των αντικειμένων στον Γαλαξία μας», δήλωσε ο Kailash Sahu του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ. Ο Sahu ηγήθηκε μιας από τις δύο ομάδες που ανέλυσαν τα δεδομένα του Hubble, τα οποία αποτελούνταν από έξι χρόνια παρατηρήσεων.

Έξι χρόνια παρατηρήσεων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble δείχνουν μια μαύρη τρύπα να περιπλανιέται μόνη της στον Γαλαξία.

 

Ο γεμάτος αστέρια ουρανός σε αυτή τη φωτογραφία του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble βρίσκεται προς την κατεύθυνση του γαλαξιακού κέντρου. Η φωτεινότητα των αστεριών παρακολουθείται για να διαπιστωθεί εάν οποιαδήποτε αλλαγή στη φαινομενική φωτεινότητα γίνεται από ένα αντικείμενο στο προσκήνιο που παρασύρεται μπροστά τους. Η παραμόρφωση του διαστήματος από τον παρεμποδιστή θα λάμπρινε στιγμιαία την εμφάνιση ενός αστέρα φόντου, λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται βαρυτικός φακός. Ένα τέτοιο συμβάν εμφανίζεται μαζί με τα τέσσερα κοντινά καρέ στο κάτω μέρος. Το βέλος δείχνει σε ένα αστέρι που φωτίστηκε στιγμιαία, όπως καταγράφηκε για πρώτη φορά από το Hubble τον Αύγουστο του 2011. Αυτό προκλήθηκε από μια μαύρη τρύπα στο προσκήνιο που παρασύρεται μπροστά από το αστέρι, κατά μήκος της οπτικής μας γραμμής. Το αστέρι φάνηκε λαμπερό και στη συνέχεια έσβησε πίσω στην κανονική του φωτεινότητα καθώς περνούσε η μαύρη τρύπα. Επειδή μια μαύρη τρύπα δεν εκπέμπει ούτε ανακλά φως, δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα. Αλλά το μοναδικό του αποτύπωμα στο ύφασμα του διαστήματος μπορεί να μετρηθεί μέσω αυτών των λεγόμενων μικροφακών. Αν και υπολογίζεται ότι 100 εκατομμύρια απομονωμένες μαύρες τρύπες περιφέρονται στον γαλαξία μας, η εύρεση της αποκαλυπτικής υπογραφής μιας είναι μια αναζήτηση με βελόνα σε άχυρα για αστρονόμους του Hubble.

(Φωτογραφία: NASA, ESA και Kailash Sahu (STScI)· Επεξεργασία εικόνας: Joseph DePasquale (STScI))

 

 

Απεικόνιση αποκαλύπτει πώς η βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας παραμορφώνει το διάστημα και λυγίζει το φως ενός μακρινού αστεριού πίσω του. Μια μαύρη τρύπα είναι το θρυμματισμένο υπόλειμμα ενός τεράστιου αστεριού που εξερράγη ως σουπερνόβα. Η μαύρη τρύπα παγιδεύει το φως λόγω του έντονου βαρυτικού της πεδίου, επομένως δεν μπορεί να φανεί άμεσα. Η μαύρη τρύπα παραμορφώνει τον χώρο γύρω της, γεγονός που παραμορφώνει τις εικόνες των αστεριών που παρατάσσονται σχεδόν ακριβώς πίσω της. Αυτό προσφέρει ενδεικτικά στοιχεία για την ύπαρξη μοναχικών μαύρων τρυπών που περιφέρονται στον γαλαξία μας. Το φως από ένα αστέρι φόντου εκτρέπεται και φωτίζεται από το έντονο βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble αναζητά αυτές τις μαύρες τρύπες αναζητώντας παραμόρφωση στο φως των αστεριών καθώς η μαύρη τρύπα παρασύρεται μπροστά από αστέρια φόντου.

(Φωτογραφία: NASA, ESA, STScI, Joseph Olmsted)