Οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει μια γιγαντιαία μαύρη τρύπα που ονομάζεται Gaia Bh3 που κρύβεται κοντά στη γη, το τρίτο του είδους του. Και οι τρεις ανακαλύφθηκαν από το τηλεσκόπιο Gaia του Ευρωπαϊκού Διαστήματος, το οποίο παρακολουθεί συνεχώς τις κινήσεις των δισεκατομμυρίων αστεριών στον γαλαξία μας από το 2013.
Οι μαύρες τρύπες είναι συναρπαστικές τόσο για τους μη επιστήμονες όσο και για τους αστρονόμους. Στρέφουν το χωροχρόνο γύρω τους έτσι ώστε οτιδήποτε πλησιάζει αρκετά κοντά στο κέντρο, ακόμα και το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από το σύμπαν. Ωστόσο, οι μαύρες τρύπες εξακολουθούν να είναι «ορατές» λόγω των μοναδικών αποτελεσμάτων που έχουν στο περιβάλλον τους. Καθώς η ύλη στροβιλίζεται γύρω από μια μαύρη τρύπα, είναι συμπιεσμένο, θερμαίνεται και εκπέμπει ακτίνες Χ.
Με τον Γαλαξία, υπάρχουν περίπου χίλιες μαύρες τρύπες συνοδευόμενες από εκπομπές ακτίνων Χ. Το Cygnus X-1 είναι ίσως το πιο γνωστό.
Κοσμική γεωμετρία
Τελικά, το διαστημικό σκάφος Gaia έχει επίσης εντοπίσει τα ήσυχα που δεν συνδέονται με τις εκπομπές ακτίνων Χ.
Εάν ένα αστέρι (που εκπέμπει φως) περιστρέφεται σε μια μαύρη τρύπα, θα εμφανιστεί από απόσταση για να είναι περιστρεφόμενος κενός χώρος. Η Gaia προβάλλει την τροχιά του αστεριού σε αεροπλάνο στον ουρανό. Τα επίγεια τηλεσκόπια, εν τω μεταξύ, παρακολουθούν πόσο φως από το αστέρι μετατοπίζεται από το αποτέλεσμα Doppler για να αποκαλύψει την κίνηση του κατά μήκος της οπτικής μας, η οποία είναι κάθετη στο επίπεδο του ουρανού.
Κάνοντας αυτές τις παρατηρήσεις μαζί, οι αστρονόμοι μπορούν να καθορίσουν τον προσανατολισμό της τροχιάς του αστεριού στο διάστημα και με βάση αυτή την εκτίμηση της μάζας του και στη συνέχεια τη μάζα μέσα στον «κενό» χώρο.
Όταν ένα αρκετά μαζικό αστέρι πεθαίνει, σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα. Ο θάνατος του αστεριού μπορεί να συμβεί ως μια βίαιη έκρηξη σουπερνόβα ή μια πιο προειδοποιητική κατάρρευση. Οι περισσότερες εκρήξεις σουπερνόβα αφήνουν πίσω τους αστέρια νετρονίων και όχι μαύρες τρύπες, αλλά τα αστέρια νετρονίων δεν μπορούν να έχουν περισσότερες από τρεις ηλιακές μάζες.
Εάν ο τρίτος νόμος της Gaia και του Kepler αποκαλύψει μαζί ένα φωτεινό αστέρι που περιστρέφεται γύρω από ένα σκοτεινό αντικείμενο του οποίου η μάζα υπερβαίνει αυτό το όριο, πρέπει να είναι μια μαύρη τρύπα.
Η πρώτη μαύρη τρύπα της Gaia
Στις 13 Ιουνίου 2022, οι επιστήμονες της GAIA δημοσίευσαν την τρίτη συλλογή δεδομένων του διαστημικού σκάφους που περιλαμβάνουν περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο αστέρια. Αυτό το σύνολο δεδομένων αποκάλυψε ένα αστέρι γύρω από κάτι σκοτεινό κάθε μισό γήινο έτος. Τα μετρημένα δεδομένα που ταιριάζουν με την ταχύτητα που συλλέγονται από το φασματοσκοπικό τηλεσκόπιο πολλαπλών αντικειμένων του μεγάλου ουρανού (Lamost)στην Κίνα.
Το τηλεσκόπιο Magellan Clay στη Χιλή παρατήρησε το αστέρι στις 6 Ιουλίου 2022 και ανέφερε πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Αυτές και οι επακόλουθες μετρήσεις, που έγιναν από άλλα τηλεσκόπια περισσότερο από τρεις εβδομάδες αργότερα, πρότειναν ότι το αστέρι αγωνιζόταν γύρω από κάτι που κανείς δεν μπορούσε να δει.
Το σκοτεινό αντικείμενο και το κίτρινο αστέρι ήταν τόσο μακριά όσο ο ήλιος και ο Άρης είναι. Αλλά το αστέρι περιστρέφει γύρω από τη σκοτεινή περιοχή τρεις φορές ταχύτερα. Για ένα δεδομένο διαχωρισμό, ο τρίτος νόμος του Kepler αναφέρει ότι η συνολική μάζα του ζεύγους σχετίζεται με το τετράγωνο της τροχιακής ταχύτητας. Επειδή το αστέρι κινείται τρεις φορές ταχύτερα από τον Άρη, το σκοτεινό αντικείμενο πρέπει να ήταν περίπου εννέα φορές τόσο μαζικό όσο ο ήλιος-πράγμα που σήμαινε ότι θα μπορούσε να ήταν μόνο μια μαύρη τρύπα.
Οι αστρονόμοι κάλεσαν το σύστημα Gaia BH1. Βρίσκεται περίπου 1.560 έτη φωτός μακριά και είναι η πλησιέστερη μαύρη τρύπα στη γη ακόμα. Αυτή η απόσταση είναι 1,4% του πλάτους του Γαλαξία. Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία είναι 26.670 έτη φωτός μακριά.
Αποκαλύπτεται ένα τρίτο
Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Kareem El-Badry από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια παρατήρησε μια δεύτερη μαύρη τρύπα με μάζα εννέα ηλιακών μαζών στις 22 Αυγούστου 2022, παρακολουθώντας και πάλι ένα αστέρι που περιστρέφεται γρήγορα γύρω από έναν φαινομενικά άδειο όγκο χώρου. Η ομάδα ανακοίνωσε την ανακάλυψη, που ονομάζεται Gaia BH2, στις αρχές του 2023.
Τα BH1 και BH2 είναι αρκετά παρόμοια, αλλά η Gaia BH3 – το νεότερο – είναι εντελώς διαφορετικό. Είναι οι πρώτοι αστρονόμοι της μαύρης τρύπα έχουν βρει στον Γαλαξία των εξωτερικών επιπέδων του Γαλαξία και η μεγαλύτερη γνωστή μαύρη τρύπα αστρικής μάζας στον γαλαξία.
Τον Ιούλιο του 2023, ο αστροφυσικός Pasquale Panuzzo στο Παρατηρητήριο του Παρισιού εξέτασε τα δεδομένα μη κυκλοφορούμενης GAIA. Κοίταξε αυτό που ονόμασε “δυαδικές ψεύτικες λύσεις”: αστέρια που φαινόταν να περιστρέφονται γύρω από τα τεράστια σκοτεινά αντικείμενα αλλά μόνο λόγω μη ανιχνευμένων σφαλμάτων. Αλλά ένα από τα απομιμήσεις αποδείχθηκε πραγματικό. Στην πραγματικότητα, ο Panuzzo και οι συνάδελφοί του συνειδητοποίησαν σύντομα ότι είχαν ανακαλύψει τη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα αστρικής μάζας μέχρι σήμερα.
Οι 33 ηλιακές μάζες του ξεπερνούν εύκολα το Cygnus X-1, το επικρατούσα βαρέων βαρών του Galaxy, με 12 ηλιακές μάζες. Ένα κίτρινο γιγαντιαίο αστέρι γύρω από την μαύρη τρύπα κάθε 11,6 χρόνια. Κατά μέσο όρο, το αστέρι και η μαύρη τρύπα είναι ελαφρώς πιο κοντά από τον ήλιο και τον Ουρανό. Η ομάδα ανέφερε την ανακάλυψη τον Απρίλιο του 2024.
«Ένα σπάνιο περιστατικό»
Στον ουρανό, η Gaia Bh3 βρίσκεται περίπου 2.000 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό Aquila και φαίνεται να είναι μια παθητική μαύρη τρύπα: δεν τραβάει ενεργά το υλικό από το περιβάλλον της. Οι επιστήμονες έχουν ερμηνεύσει αυτό για να σημαίνει ότι δεν έχει σημαντική προσφορά ύλης στη γειτονιά του. Δεν έχει συσχετισμένες εκπομπές ακτίνων Χ.
Μελέτες της σύνθεσης του αστέρι που περιστρέφεται γύρω από αυτό πρότεινε ότι ήταν πολύ παλιά. Ο αστροφυσικός του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ Avi Loeb πρότεινε σε μια δήλωση ότι αυτό σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες τόσο μαζικές όσο το BH3 “έγιναν νωρίς στο σύμπαν”.
Οι μαύρες τρύπες αυτής της κατηγορίας αποκαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 2015 όταν τα πειράματα Ligo και Virgo ανίχνευσαν τα βαρυτικά κύματα που εκπέμπονται από ένα ζευγάρι μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται. Καθένα καθέτει 30 ηλιακές μάζες και βρισκόταν 1-2 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη γη.
Ο Panuzzo είπε σε μια δήλωση: “Έχουμε τελικά ένα ισοδύναμο στον γαλαξία μας που μπορούμε να μελετήσουμε επειδή είναι τόσο κοντινό”.
“Τα περαιτέρω δεδομένα από τα εδάφη τηλεσκόπια επιβεβαίωσαν ότι είναι πολλές φορές πιο μαζικές από οποιαδήποτε μαύρη τρύπα που προηγουμένως βρέθηκε στον γαλαξία μας. Μια τέτοια ανακάλυψη είναι ένα σπάνιο περιστατικό στην αστρονομική έρευνα “, πρόσθεσε.
Ο Shamim Haque Mondal είναι ερευνητής στο τμήμα φυσικής, κρατικό εργαστήριο εγκληματολογικής επιστήμης, Καλκούτα.
Δημοσιευμένος – 05 Φεβρουαρίου, 2025 05:30 π.μ.
