Ανακαλύφθηκε η Μακρινότερη Μαύρη Τρύπα
Γράφει η Αστροφυσικός Ελένη Χατζηχρήστου
Χρησιμοποιώντας το μεγάλο τηλεσκόπιο VLT του Νότιου Ευρωπαϊκού Αστεροσκοπείου (ESO) οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την μακρινότερη αστρική μαύρη τρύπα, της οποίας η μάζα είναι η δεύτερη μεγαλύτερη γνωστή ως τώρα, περίπου δεκαπέντε φορές εκείνης του Ήλιου. Οι αστρικές μαύρες τρύπες αυτού του είδους ζυγίζουν συνήθως το πολύ 10 ηλιακές μάζες και μόνο μία ακόμη είχε ως τώρα ανακαλυφθεί με μεγαλύτερη μάζα. Η πρόσφατη ανακάλυψη έγινε σε ένα μακρινό γαλαξία, τον NGC 300, που βρίσκεται σε απόσταση 6 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, καταρρίπτοντας ένα ακόμη ρεκόρ εκείνο της μακρινότερης αστρικής μαύρης τρύπας που μετρήθηκε ποτέ.
Εικ. 1: Καλλιτεχνική απεικόνιση της πρόσφατα ανακαλυφθείσας μαύρης τρύπας στον γαλαξία NGC 300. Η μαύρη τρύπα έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο και συνοδεύεται από ένα άστρο τύπου Wolf-Rayet που σύντομα θα μετατραπεί και εκείνο σε μαύρη τρύπα (Credit: ESO/L. Calçada).
Οι αστρικές μαύρες τρύπες είναι συχνά μέλη διπλών αστρικών συστημάτων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση ο συνοδός της μαύρης τρύπας είναι ένα άστρο τύπου Wolf-Rayet, αρκετά βαρύ το ίδιο αφού ζυγίζει όσο 20 Ήλιοι. Τα άστρα Wolf-Rayet στην πραγματικότητα βρίσκονται στα τελευταία στάδια της ζωής τους, οπότε αποβάλλουν στο διάστημα τα εξωτερικά στρώματά τους πριν εκραγούν σαν υπερκαινοφανείς με τους εναπομείναντες πυρήνες τους να μετατρέπονται σε μαύρες τρύπες.
Πριν τρία χρόνια το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA Swift ανίχνευσε την λαμπρότερη πηγή ακτίνων Χ στον γαλαξία NGC 300, την οποία είχε ανακαλύψει το διαστημικό τηλεσκόπιο της ESA XMM-Newton λόγω της περιοδικής και εξαιρετικά έντονης εκπομπής ακτινοβολίας Χ, κάνοντας τους αστρονόμους να υποπτευθούν την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας στην περιοχή. Η επιβεβαίωση έγινε από το όργανο FORS 2 στο τηλεσκόπιο VLT του ESO στη Χιλή, τη συστοιχία των τεσσάρων μεγαλύτερων τηλεσκοπίων του νοτίου ημισφαιρίου. Η μαύρη τρύπα και το άστρο Wolf-Rayet εκτελούν ένα είδος χορού το ένα γύρω από το άλλο, μια ατέρμονη περιοδική κίνηση με διάρκεια μόλις 32 ωρών κάθε φορά. Μάλιστα, η μαύρη τρύπα έλκει συνεχώς υλικό από το άστρο, απογυμνώνοντάς το έτσι σιγά-σιγά από τη μάζα του.
Εικ. 2: Καλλιτεχνική αναπαράσταση του διπλού συστήματος M33 X-7 στον κοντινό γαλαξία Μ33. Αποτελείται από ένα άστρο (μεγάλο μπλέ στην εικόνα) 70 φορές τη μάζα του Ήλιου και μια μαύρη τρύπα με μάζα ίση με 16 φορές τη μάζα του Ήλιου, τη μεγαλύτερη γνωστή αστρική μαύρη τρύπα (Credit: NASA/CXC/M.Weiss; X-ray: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Optical: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.).
Παραμένει άγνωστο πως έγινε δυνατό να εξισορροπηθεί ένα τέτοιο δυναμικό σύστημα σε τόσο μικρή απόσταση του ενός από το άλλο, αν και το φαινόμενο δεν είναι εντελώς άγνωστο στους αστρονόμους. Υπάρχουν αρκετές επιστημονικές υποθέσεις για το πώς η μάζα μιας μαύρης τρύπας μπορεί να συνδέεται με την χημική σύσταση του γαλαξία που την φιλοξενεί, αφού για κάποιο λόγο οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες φαίνεται να προτιμούν τους μικρότερους γαλαξίες οι οποίοι περιέχουν ελαφρά χημικά στοιχεία. Αντίθετα οι γαλαξίες όπως ο δικός μας, που είναι πλούσιοι σε βαριά στοιχεία μπορούν να δημιουργήσουν μόνο μικρές μαύρες τρύπες. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η μεγαλύτερη συγκέντρωση βαριών χημικών στοιχείων (μετάλλων) επηρεάζει καθοριστικά την εξέλιξη των μεγαλύτερων άστρων τα οποία χάνουν μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους στα τελευταία στάδια της ζωής τους, έτσι ώστε ο πυρήνας που απομένει να είναι μικρότερος και όταν καταρρέει βαρυτικά να σχηματίζει μια μαύρη τρύπα μικρότερης μάζας.
Εικ. 3: Καλλιτεχνική αναπαράσταση της πηγής ακτίνων Χ, HLX-1, το μπλε αντικείμενοστην εικόνα πάνω αριστερά από τον σπειροειδή γαλαξία ESO 243-49. Είναι ένα νέο είδος μαύρων τρυπών, με μάζα εκατοντάδων ηλιακών μαζών, ένα είδος που βρίσκεται μεταξύ των αστρικών (μάζας μερικών ηλιακών μαζών) και των γαλαξιακών (μάζας εκατομμυρίων ηλιακών μαζών) μαύρων τρυπών (Credit: Heidi Sagerud).
Στο σύστημα που πρόσφατα ανακαλύφθηκε, το άστρο Wolf-Rayet θα εκραγεί ως υπερκαινοφανής σε λιγότερο από ένα εκατομμύριο χρόνια, αφήνοντας πίσω του μια μαύρη τρύπα. Αυτό που θα ακολουθήσει είναι αβέβαιο αλλά οι επιστήμονες πιθανολογούν ότι οι δύο μαύρες τρύπες που θα απομείνουν θα συνεχίσουν να περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη μέχρι τελικά να συγχωνευθούν ύστερα από αρκετά εκατομμύρια χρόνια ακόμη, εκπέμποντας τεράστια ποσά ενέργειας με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων. Διαστημικά τηλεσκόπια ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων όπως τα LIGO και Virgo θα μπορούσαν να τα ανιχνεύσουν (αν και η γήινη ζωή θα είναι μάλλον πολύ μικρότερης διάρκειας), καθώς και άλλα παρόμοια διπλά συστήματα μαύρων τρυπών που ήδη βρίσκονται στο Σύμπαν.
Γράφει η Αστροφυσικός Ελένη Χατζηχρήστου
Χρησιμοποιώντας το μεγάλο τηλεσκόπιο VLT του Νότιου Ευρωπαϊκού Αστεροσκοπείου (ESO) οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την μακρινότερη αστρική μαύρη τρύπα, της οποίας η μάζα είναι η δεύτερη μεγαλύτερη γνωστή ως τώρα, περίπου δεκαπέντε φορές εκείνης του Ήλιου. Οι αστρικές μαύρες τρύπες αυτού του είδους ζυγίζουν συνήθως το πολύ 10 ηλιακές μάζες και μόνο μία ακόμη είχε ως τώρα ανακαλυφθεί με μεγαλύτερη μάζα. Η πρόσφατη ανακάλυψη έγινε σε ένα μακρινό γαλαξία, τον NGC 300, που βρίσκεται σε απόσταση 6 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, καταρρίπτοντας ένα ακόμη ρεκόρ εκείνο της μακρινότερης αστρικής μαύρης τρύπας που μετρήθηκε ποτέ.
Εικ. 1: Καλλιτεχνική απεικόνιση της πρόσφατα ανακαλυφθείσας μαύρης τρύπας στον γαλαξία NGC 300. Η μαύρη τρύπα έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο και συνοδεύεται από ένα άστρο τύπου Wolf-Rayet που σύντομα θα μετατραπεί και εκείνο σε μαύρη τρύπα (Credit: ESO/L. Calçada).
Οι αστρικές μαύρες τρύπες είναι συχνά μέλη διπλών αστρικών συστημάτων. Στη συγκεκριμένη περίπτωση ο συνοδός της μαύρης τρύπας είναι ένα άστρο τύπου Wolf-Rayet, αρκετά βαρύ το ίδιο αφού ζυγίζει όσο 20 Ήλιοι. Τα άστρα Wolf-Rayet στην πραγματικότητα βρίσκονται στα τελευταία στάδια της ζωής τους, οπότε αποβάλλουν στο διάστημα τα εξωτερικά στρώματά τους πριν εκραγούν σαν υπερκαινοφανείς με τους εναπομείναντες πυρήνες τους να μετατρέπονται σε μαύρες τρύπες.
Πριν τρία χρόνια το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA Swift ανίχνευσε την λαμπρότερη πηγή ακτίνων Χ στον γαλαξία NGC 300, την οποία είχε ανακαλύψει το διαστημικό τηλεσκόπιο της ESA XMM-Newton λόγω της περιοδικής και εξαιρετικά έντονης εκπομπής ακτινοβολίας Χ, κάνοντας τους αστρονόμους να υποπτευθούν την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας στην περιοχή. Η επιβεβαίωση έγινε από το όργανο FORS 2 στο τηλεσκόπιο VLT του ESO στη Χιλή, τη συστοιχία των τεσσάρων μεγαλύτερων τηλεσκοπίων του νοτίου ημισφαιρίου. Η μαύρη τρύπα και το άστρο Wolf-Rayet εκτελούν ένα είδος χορού το ένα γύρω από το άλλο, μια ατέρμονη περιοδική κίνηση με διάρκεια μόλις 32 ωρών κάθε φορά. Μάλιστα, η μαύρη τρύπα έλκει συνεχώς υλικό από το άστρο, απογυμνώνοντάς το έτσι σιγά-σιγά από τη μάζα του.
Εικ. 2: Καλλιτεχνική αναπαράσταση του διπλού συστήματος M33 X-7 στον κοντινό γαλαξία Μ33. Αποτελείται από ένα άστρο (μεγάλο μπλέ στην εικόνα) 70 φορές τη μάζα του Ήλιου και μια μαύρη τρύπα με μάζα ίση με 16 φορές τη μάζα του Ήλιου, τη μεγαλύτερη γνωστή αστρική μαύρη τρύπα (Credit: NASA/CXC/M.Weiss; X-ray: NASA/CXC/CfA/P.Plucinsky et al.; Optical: NASA/STScI/SDSU/J.Orosz et al.).
Παραμένει άγνωστο πως έγινε δυνατό να εξισορροπηθεί ένα τέτοιο δυναμικό σύστημα σε τόσο μικρή απόσταση του ενός από το άλλο, αν και το φαινόμενο δεν είναι εντελώς άγνωστο στους αστρονόμους. Υπάρχουν αρκετές επιστημονικές υποθέσεις για το πώς η μάζα μιας μαύρης τρύπας μπορεί να συνδέεται με την χημική σύσταση του γαλαξία που την φιλοξενεί, αφού για κάποιο λόγο οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες φαίνεται να προτιμούν τους μικρότερους γαλαξίες οι οποίοι περιέχουν ελαφρά χημικά στοιχεία. Αντίθετα οι γαλαξίες όπως ο δικός μας, που είναι πλούσιοι σε βαριά στοιχεία μπορούν να δημιουργήσουν μόνο μικρές μαύρες τρύπες. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι η μεγαλύτερη συγκέντρωση βαριών χημικών στοιχείων (μετάλλων) επηρεάζει καθοριστικά την εξέλιξη των μεγαλύτερων άστρων τα οποία χάνουν μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους στα τελευταία στάδια της ζωής τους, έτσι ώστε ο πυρήνας που απομένει να είναι μικρότερος και όταν καταρρέει βαρυτικά να σχηματίζει μια μαύρη τρύπα μικρότερης μάζας.
Εικ. 3: Καλλιτεχνική αναπαράσταση της πηγής ακτίνων Χ, HLX-1, το μπλε αντικείμενοστην εικόνα πάνω αριστερά από τον σπειροειδή γαλαξία ESO 243-49. Είναι ένα νέο είδος μαύρων τρυπών, με μάζα εκατοντάδων ηλιακών μαζών, ένα είδος που βρίσκεται μεταξύ των αστρικών (μάζας μερικών ηλιακών μαζών) και των γαλαξιακών (μάζας εκατομμυρίων ηλιακών μαζών) μαύρων τρυπών (Credit: Heidi Sagerud).
Στο σύστημα που πρόσφατα ανακαλύφθηκε, το άστρο Wolf-Rayet θα εκραγεί ως υπερκαινοφανής σε λιγότερο από ένα εκατομμύριο χρόνια, αφήνοντας πίσω του μια μαύρη τρύπα. Αυτό που θα ακολουθήσει είναι αβέβαιο αλλά οι επιστήμονες πιθανολογούν ότι οι δύο μαύρες τρύπες που θα απομείνουν θα συνεχίσουν να περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη μέχρι τελικά να συγχωνευθούν ύστερα από αρκετά εκατομμύρια χρόνια ακόμη, εκπέμποντας τεράστια ποσά ενέργειας με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων. Διαστημικά τηλεσκόπια ανίχνευσης βαρυτικών κυμάτων όπως τα LIGO και Virgo θα μπορούσαν να τα ανιχνεύσουν (αν και η γήινη ζωή θα είναι μάλλον πολύ μικρότερης διάρκειας), καθώς και άλλα παρόμοια διπλά συστήματα μαύρων τρυπών που ήδη βρίσκονται στο Σύμπαν.
