Αυτά είναι τα «τέρατα» του σύμπαντος: Εντυπωσιακό βίντεο της NASA με τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες

Ένα νέο animation της NASA αναδεικνύει τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Αυτά τα «τέρατα» παραμονεύουν στα κέντρα των περισσότερων μεγάλων γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας Γαλαξία, και περιέχουν από 100.000 έως δεκάδες δισεκατομμύρια φορές περισσότερη μάζα από τον Ήλιο μας.

«Οι άμεσες μετρήσεις, πολλές από τις οποίες έγιναν με τη βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, επιβεβαιώνουν την παρουσία περισσότερων από 100 υπερμεγέθων μαύρων τρυπών», δήλωσε ο Jeremy Schnittman, θεωρητικός στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Maryland. «Πώς γίνονται τόσο μεγάλες; Όταν οι γαλαξίες συγκρούονται, οι κεντρικές μαύρες τρύπες τους μπορεί τελικά να συγχωνευθούν και αυτές».

Το 2019 και το 2022, ένα δίκτυο ραδιοπαρατηρητηρίων που εκτείνεται σε όλο τον πλανήτη και ονομάζεται Event Horizon Telescope παρήγαγε, αντίστοιχα, τις πρώτες εικόνες των γιγάντιων μαύρων τρυπών στα κέντρα του M87 και του Γαλαξία μας. Αποκάλυψαν έναν φωτεινό δακτύλιο καυτού αερίου σε τροχιά γύρω από μια κυκλική ζώνη σκοταδιού.

Οποιοδήποτε φως διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων - το σημείο της μαύρης τρύπας χωρίς επιστροφή - παγιδεύεται για πάντα, και οποιοδήποτε φως περνάει κοντά του ανακατευθύνεται από την έντονη βαρύτητα της μαύρης τρύπας. Μαζί, αυτά τα φαινόμενα δημιουργούν μια «σκιά» περίπου διπλάσιου μεγέθους από τον πραγματικό ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.

Οι 10 μεγαλύτερες μαύρες τρύπες

Το νέο κινούμενο σχέδιο της NASA δείχνει 10 υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται στο επίκεντρο των γαλαξιών που τις φιλοξενούν, συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία μας και του M87, σε κλίμακα ανάλογα με το μέγεθος της σκιάς τους. Ξεκινώντας κοντά στον Ήλιο, η κάμερα απομακρύνεται σταθερά προς τα πίσω για να συγκρίνει τις όλο και μεγαλύτερες μαύρες τρύπες με διάφορες δομές στο ηλιακό μας σύστημα.

Πρώτος είναι ο 1601+3113, ένας γαλαξίας νάνος που φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα γεμάτη με τη μάζα 100.000 ήλιων. Η ύλη είναι τόσο συμπιεσμένη που ακόμη και η σκιά της μαύρης τρύπας είναι μικρότερη από τον Ήλιο μας.

Η μαύρη τρύπα στην καρδιά του δικού μας Γαλαξία, που ονομάζεται Τοξότης Α* (προφέρεται ay-star), διαθέτει το βάρος 4,3 εκατομμυρίων Ήλιων με βάση τη μακροχρόνια παρακολούθηση των άστρων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω της. Η διάμετρος της σκιάς της εκτείνεται περίπου στο μισό της τροχιάς του Ερμή στο ηλιακό μας σύστημα.

Το κινούμενο σχέδιο δείχνει δύο τεράστιες μαύρες τρύπες στον γαλαξία που είναι γνωστός ως NGC 7727. Βρίσκονται σε απόσταση περίπου 1.600 ετών φωτός μεταξύ τους, η μία ζυγίζει 6 εκατομμύρια ηλιακές μάζες και η άλλη πάνω από 150 εκατομμύρια ήλιους. Οι αστρονόμοι λένε ότι το ζευγάρι θα συγχωνευτεί μέσα στα επόμενα 250 εκατομμύρια χρόνια.

«Από το 2015, τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων στη Γη έχουν ανιχνεύσει τις συγχωνεύσεις μαύρων τρυπών με μερικές δεκάδες ηλιακές μάζες χάρη στους μικροσκοπικούς κυματισμούς στο χωροχρόνο που παράγουν αυτά τα γεγονότα», δήλωσε ο αστροφυσικός του Goddard Ira Thorpe. «Οι συγχωνεύσεις υπερμεγέθων μαύρων τρυπών θα παράγουν κύματα πολύ χαμηλότερων συχνοτήτων, τα οποία μπορούν να ανιχνευθούν με τη χρήση ενός διαστημικού παρατηρητηρίου εκατομμύρια φορές μεγαλύτερου από τα αντίστοιχα γήινα».

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η NASA συνεργάζεται με την ESA (Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος) για την ανάπτυξη της αποστολής LISA, της διαστημικής κεραίας με συμβολόμετρο λέιζερ, η οποία αναμένεται να εκτοξευθεί κάποια στιγμή μέσα στην επόμενη δεκαετία. Η LISA θα αποτελείται από έναν αστερισμό τριών διαστημοπλοίων σε ένα τρίγωνο που θα εκτοξεύουν ακτίνες λέιζερ μπρος-πίσω σε απόσταση εκατομμυρίων μιλίων για να μετρήσουν με ακρίβεια τις αποστάσεις τους. Αυτό θα επιτρέψει την ανίχνευση διερχόμενων βαρυτικών κυμάτων από συγχωνευόμενες μαύρες τρύπες με μάζες έως και μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια ήλιους. Οι αστρονόμοι διερευνούν άλλες τεχνικές ανίχνευσης για να αντιμετωπίσουν ακόμη μεγαλύτερες συγχωνεύσεις.

Στη μεγαλύτερη κλίμακα της εμψύχωσης βρίσκεται η μαύρη τρύπα του Μ87, με ενημερωμένη πλέον μάζα 5,4 δισεκατομμυρίων Ήλιων. Η σκιά της είναι τόσο μεγάλη που ακόμη και μια δέσμη φωτός - που ταξιδεύει με 670 εκατομμύρια μίλια/ώρα (1 δισεκατομμύριο χλμ/ώρα) - θα χρειαζόταν περίπου δυόμισι ημέρες για να τη διασχίσει.

Το βίντεο τελειώνει με την μαύρη τρύπα με την ονομασία TON 618, μία από τις ελάχιστες εξαιρετικά μακρινές και ογκώδεις μαύρες τρύπες για τις οποίες οι αστρονόμοι έχουν άμεσες μετρήσεις. Αυτό το μεγαθήριο περιέχει περισσότερες από 60 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες και διαθέτει μια σκιά τόσο μεγάλη που μια δέσμη φωτός θα χρειαζόταν εβδομάδες για να τη διασχίσει.