Δίκτυο νέων ραδιοτηλεσκοπίων θα μπορούσαν να επισημάνουν το περίγραμμα των αόρατων μαύρων οπών

Πηγή: Space.com, 11 Οκτωβρίου 2005

Στον πυρήνα του Γαλαξία είναι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που δεν επιτρέπει ούτε στο φως να δραπετεύσει από μέσα της, γι αυτό και είναι ουσιαστικά αόρατη. Αλλά οι αστρονόμοι λένε ότι θα είναι σε θέση να δουν το γενικό περίγραμμα της μαύρης τρύπας μέσα σε μερικά χρόνια.

"Το Ιερό Δισκοπότηρο της αστρονομίας των μαύρων οπών είναι μέσα στον έλεγχό μας", λέει ο Avery Broderick του Σμιθσονιτικού Κέντρου για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ. "Θα μπορούσαμε να δούμε τη σκιά που αφήνει η μαύρη τρύπα στο περιβάλλον υλικό, και να καθορίσουμε έτσι το μέγεθος και την περιστροφή της ίδιας της μαύρης τρύπας."

Τίποτα φυσικά δεν μπορεί να δραπετεύσει από το ισχυρό βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας, ούτε ακόμη και το φως. Και δεδομένου ότι δεν μπορούν να εκπέμψουν φως, ή οποιαδήποτε άλλη μορφή ύλης, δεν υπάρχει κανένα ορατό στοιχείο για την ύπαρξη τους. Αλλά καθώς η ύλη μπαίνει μέσα της, θερμαίνεται και ακτινοβολεί την ενέργεια σε "καυτά σημεία".

Κάποια ποσότητα από αυτήν την ακτινοβολία δραπετεύει και μπορεί να ανιχνευθεί.

Οι αστρονόμοι έχουν ανιχνεύσει ήδη την ακτινοβολία από αυτά τα 'καυτά σημεία' ή τις πηγές της ακριβώς έξω από τη μαύρη τρύπα, και πιστεύουν ότι θα μπορέσουν να χρωματίσουν το υπόβαθρο στο οποίο θα ξεχωρίσει το σχήμα ή η σκιά της μαύρης τρύπας.

Επειδή η τεχνολογία για να δούμε τη σκιά δεν υπάρχει τώρα αλλά σε λίγα χρόνια, οι Broderick και Avi Loeb του Σμιθσονιτικού Κέντρου για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ έχουν σχεδιάσει ένα μοντέλο με το οποίο ελπίζουν ότι θα μοιάζει η σκιά της μαύρης τρύπας.

Περιστρέφεται η όχι;

Οι πηγές της ακτινοβολίας περιστρέφονται γύρω από τη μαύρη τρύπα, αλλά οι ερευνητές δεν ξέρουν εάν η ίδια η τρύπα περιστρέφεται ή όχι, έτσι οι Broderick και Loeb δημιούργησαν δύο σενάρια - ένα με μία ακίνητη μαύρη τρύπα, και ένα άλλο που περιστρέφεται με το μέγιστο ρυθμό.

Σε κάθε σενάριο, τα σημεία  απεικονίζονται σαν σταγόνα χρωματισμένη που περιστρέφεται γύρω από έναν στερεό μπλε δίσκο. Αυτός αντιπροσωπεύει το δίσκο προσαύξησης της μαύρης τρύπας, όπου θερμαίνεται η ύλη και συλλέγεται προτού απορροφηθεί τελικά από τη μαύρη τρύπα.

"Θα είναι πραγματικά πολύ σημαντικό όταν οι παρατηρητές θα μπορούν να δουν μέχρι την άκρη της κεντρικής μαύρης τρύπας του Γαλαξία - μια τρύπα διαμέτρου 15 εκατομμυρίων χιλιομέτρων και σε απόσταση πάνω από 25.000 έτη φωτός μακριά μας", τονίζει ο Broderick.

Ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης

Για να δουν το περίγραμμα, οι αστρονόμοι θα χρειαστούν ένα ραδιο τηλεσκόπιο τόσο μεγάλο όσο η γη. Ένα τέτοιο είναι ήδη στα σκαριά, λίγο ή πολύ. Αντί να χτίσουν ένα ανέφικτα γιγαντιαίο τηλεσκόπιο, οι αστρονόμοι θα συνδυάσουν το υλικό από μια συλλογή τηλεσκοπίων που εργάζονται με μήκη κύματος κάτω από το 1 χιλιοστό σε όλη την υδρόγειο.

Αυτή η τεχνική, γνωστή ως συμβολομετρία, έχει χρησιμοποιηθεί ήδη για να μελετηθούν οι εκπομπές σε μακρά μήκη κύματος από το εξωτερικό διάστημα. Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι η μελέτη των εκπομπών στα βραχέα μήκη κύματος θα μπορούσε να δώσει υψηλής ευκρίνειας άποψη της εξωτερικής περιοχής της μαύρης τρύπας.

Η βαρύτητα στο κέντρο του Γαλαξία είναι ο καλύτερος στόχος για παρατήρηση από την συμβολομετρία, επειδή καλύπτει τη μεγαλύτερη περιοχή στον ουρανό οποιασδήποτε γνωστής μαύρης τρύπας. Και θα μπορούσε να επιτευχθεί μια εικόνα υψηλής ανάλυσης αν γίνει συνδυασμός με τις παρατηρήσεις από τα υπέρυθρα όργανα.

Παίρνοντας μια πλήρη εικόνα

"Οι κάτω του χιλιοστού καθώς και οι υπέρυθρες παρατηρήσεις είναι συμπληρωματικές",  εξηγεί ο αστρονόμος Lincoln Greenhill. "Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε και τις δύο για να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα των παρατηρήσεων υψηλής ευκρίνειας. Είναι ο μόνος τρόπος να αποκτηθεί μια πλήρης εικόνα του γαλαξιακού κέντρου."

Αλλά η καθαρή εικόνα αυτής της μαύρης τρύπας δεν θα είναι το μόνο όφελος από τη σημείωση του περιγράμματος της. Αυτό το στοιχείο θα βοηθήσει τελικά τους αστρονόμους να εξετάσουν τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, μέσα σε ένα έντονα ισχυρό βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας.

"Όταν οι αστρονόμοι το επιτύχουν, αυτή η πρώτη εικόνα της σκιάς της μαύρης τρύπας και του εσωτερικού δίσκου της προσαύξησης θα μπει στα εγχειρίδια, και θα τεστάρει τις σημερινές απόψεις μας για τη βαρύτητα σε ένα καθεστώς όπου ο χωρόχρονος είναι έντονα κυρτός", συμπληρώνει ο Loeb.