H μεγαλύτερη μαύρη τρύπα

… που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα (;)

Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που ανιχνεύθηκε είναι 36 δισεκατομμύρια φορές βαρύτερη από τον ήλιο, 10.000 φορές βαρύτερη από την μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας και προσεγγίζει το θεωρητικό ανώτατο όριο του τι είναι δυνατό στο σύμπαν. Βρίσκεται, σε απόσταση περίπου 5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, στον γαλαξία Κοσμικό Πέταλο. Η τεράστια μάζα αυτού του γαλαξία παραμορφώνει τον χωροχρόνο δημιουργώντας έναν γιγάντιο δακτύλιο Αϊνστάιν σε σχήμα πετάλου από το φως ενός γαλαξία που βρίσκεται στο υπόβαθρο:

Ο Κοσμικός Πεταλοειδής Βαρυτικός Φακός. Η πρόσφατα ανακαλυφθείσα υπερμαζική μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο του πορτοκαλί γαλαξία. Το γαλάζιο πέταλο που τον περικυκλώνει είναι η εικόνα ενός πολύ πιο μακρινού γαλαξία, η οποία μεγεθύνθηκε και παραμορφώθηκε σε έναν δακτύλιο από την τεράστια βαρυτική έλξη του πορτοκαλί γαλαξία που φαίνεται στο κέντρο του δακτυλίου. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται δακτύλιος του Αϊνστάιν και προβλέπεται από την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. Η τεράστια μάζα του φωτεινού κόκκινου γαλαξία καμπυλώνει, στρεβλώνει και μεγεθύνει το φως του γαλαξία που «κρύβεται» πίσω του, λειτουργώντας σαν ένας γιγάντιος «βαρυτικός» φακός που παραμορφώνει την εικόνα του. Συνήθως κάθε γαλαξίας στο σύμπαν διαθέτει μια υπερμαζική μαύρη τρύπα στο κέντρο του και οι μεγαλύτεροι γαλαξίες φιλοξενούν τις μεγαλύτερες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.

Οι αστρονόμοι ανίχνευσαν την εν λόγω μαύρη τρύπα χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό βαρυτικής εστίασης και αστρικής κινηματικής (η μελέτη της κίνησης των άστρων μέσα στους γαλαξίες και γύρω από τις μαύρες τρύπες). Η τελευταία μέθοδος θεωρείται ως η χρυσή μέθοδος για την μέτρηση της μάζας των μαύρων τρυπών, αλλά δεν λειτουργεί στο πολύ μακρινό σύμπαν, επειδή οι γαλαξίες φαίνονται πολύ μικροί ώστε να διακριθεί η περιοχή που βρίσκεται μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα. Η προσθήκη δεδομένων από το φαινόμενο του βαρυτικού εστιασμού βοήθησε την ομάδα να φτάσει πολύ μακρύτερα στο σύμπαν. Συνδυάζοντας αυτές τις δύο μετρήσεις, οι ερευνητές είναι απόλυτα βέβαιοι ότι η μαύρη τρύπα είναι πραγματική.

Πρόκειται για μια «αδρανή» μαύρη τρύπα – αφού δεν συσσωρεύει ενεργά υλικό κατά τη στιγμή της παρατήρησης. Η ανίχνευσή της βασίστηκε αποκλειστικά στην τεράστια βαρυτική της έλξη και στην επίδραση που έχει στο περιβάλλον της. Αυτό που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι ότι αυτή η μέθοδος μας επιτρέπει να ανιχνεύσουμε και να μετρήσουμε τη μάζα αυτών των κρυφών υπερμαζικών μαύρων τρυπών σε όλο το σύμπαν, ακόμα και όταν είναι εντελώς σιωπηλές. Συνήθως, για τέτοια απομακρυσμένα συστήματα, οι μετρήσεις μάζας των μαύρων τρυπών είναι δυνατές μόνο όταν η μαύρη τρύπα είναι ενεργή. Αλλά αυτές οι εκτιμήσεις που βασίζονται στην συσσώρευση συχνά συνοδεύονται από σημαντικές αβεβαιότητες. Η ανακάλυψη είναι σημαντική επειδή θα βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν τη σύνδεση μεταξύ των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών και των γαλαξιών που τις φιλοξενούν.

Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του συστήματος Κοσμικού Πέταλου είναι ότι ο γαλαξίας που τον φιλοξενεί είναι αυτό που οι αστρονόμοι αποκαλούν ομάδα απολιθωμάτων. Πρόκειται για την τελική κατάσταση των πιο ογκωδών βαρυτικά συνδεδεμένων δομών στο σύμπαν, οι οποίες προκύπτουν όταν έχουν καταρρεύσει σε έναν ενιαίο εξαιρετικά υπερμαζικό γαλαξία, χωρίς φωτεινούς συνοδούς. Είναι πιθανό όλες οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που αρχικά βρίσκονταν στους συνοδούς γαλαξίες να έχουν πλέον συγχωνευθεί για να σχημάτισαν την υπερμαζική μαύρη τρύπα που ανιχνεύθηκε. Βλέπουμε δηλαδή, την τελική κατάσταση σχηματισμού γαλαξιών και την τελική κατάσταση σχηματισμού μαύρης τρύπας.

Πηγές: https://www.ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/most-massive-black-hole-ever-discovered-detected – https://academic.oup.com/mnras/article/541/4/2853/8213862

ΠΗΓΗ: physicsgg.me