Η πιο μικρή μαύρη τρύπα είναι μια γιγάντια ανακάλυψη για την επιστήμη

Πηγή: AFP, 3 Απριλίου 2008

Η ανακάλυψη στο Γαλαξία της πιο μικρής μαύρης τρύπας που γνωρίσαμε έως τώρα δίνει φτερά στη NASA, αλλά θα εμφανίσει νέες προκλήσεις στους μελλοντικούς διαστημικούς ταξιδιώτες, οι οποίοι θα αποτολμήσουν να περάσουν πάρα πολύ κοντά της.

Μικροσκοπική αλλά με έντονη δράση, με μια μάζα 3,8 φορές αυτής του ήλιου μας και με μια διάμετρο μόνο 24 χιλιομέτρων, αυτή η μαύρη τρύπα μέσα στο Γαλαξία είναι "στα όρια της θεωρίας" για το φαινόμενο του σχηματισμού της, σύμφωνα  με ένα επιστήμονα της NASA από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard.

Δεξιά: Καλλιτεχνική απεικόνιση της μαύρης τρύπας XTE J1650-500 (στο κέντρο) δίπλα στο συνοδό της άστρο

"Για πολλά χρόνια οι αστρονόμοι θέλησαν να ξέρουν το μικρότερο πιθανό μέγεθος μιας μαύρης τρύπας, και αυτός ο μικρός τύπος είναι ένα μεγάλο βήμα προς την απάντηση εκείνης της ερώτησης," λέει ο Nikolai Shaposhnikov.

Αυτός και ο συνάδελφος του Lev Titarchuk έκαναν την ανακάλυψη με την βοήθεια του δορυφόρου Rossi X-ray Timing Explorer της NASA.

Μια μαύρη τρύπα, που μπορεί να σχηματιστεί όταν καταρρέει ένα βαρύ άστρο αποκτώντας σχεδόν άπειρη πυκνότητα, απορροφά τα πάντα με τη βαρυτική έλξη της, συμπεριλαμβανομένου και του φωτός. Οι υπερβαρέες μαύρες τρύπες μπορούν να είναι δισεκατομμύρια φορές βαρύτερες από τον ήλιο μας.

Η τελευταία μαύρη τρύπα ανακαλύφθηκε το 2001 δίπλα σε ένα κανονικό άστρο με το οποίο σχηματίζουν μαζί ένα δυαδικό σύστημα, το XTE J1650-500, και που ονομάστηκε έτσι από τις συντεταγμένες του στον αστερισμό Ara. 

Παρά το μικρό μέγεθός της, η νέα μαύρη τρύπα με το αρνητικό ρεκόρ στη μάζα μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για τους μελλοντικούς διαστημικούς ταξιδιώτες στο Γαλαξία μας, οπότε θα πρέπει να την πάρουν υπ' όψιν τους, λέει ο Shaposhnikov. Οι μικρές μαύρες τρύπες ασκούν μια δύναμη συγκριτικά πολύ πιο μακριά από αυτήν των μεγαλύτερων μαύρων οπών, που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών.

"Εάν τολμήσετε να πάτε κοντά στη μαύρη τρύπα J1650, η βαρύτητά της θα ασκούσε παλιρροιακές δυνάμεις πάνω στο σώμα σας, με αποτέλεσμα να σας  κάνει σαν το μακαρόνι λεπτό," τονίζει ο Shaposhnikov.

Η μαύρη τρύπα δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα, αλλά ανιχνεύεται από την επίδρασή της πάνω στα περίχωρά της. Οι επιστήμονες παρατηρούν την ύλη που παγιδεύεται στην ισχυρή βαρύτητά της, και που κινείται σπειροειδώς προς το εσωτερικό της ενώ θερμαίνεται λόγω της τριβής προτού την καταπιεί η μαύρη τρύπα.

Οι μαύρες τρύπες εκπέμπουν επίσης τεράστιες ποσότητες ακτίνων X, με ένταση που μεταβάλλεται περιοδικά οπότε λέγεται ημι-περιοδική ταλάντωση (QPO).

Οι Shaposhnikov και Titarchuk χρησιμοποίησαν τη συχνότητα QPO (μεταβολής της έντασης) για να καθορίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας -- δηλαδή 3,8 φορές αυτής του ήλιου μας -- με ένα περιθώριο λάθους τη μισή μάζα του ήλιου. Το αποτέλεσμα ήταν πιο κάτω από την προηγούμενη μικρότερη μάζα μιας μαύρης τρύπας  που ξέραμε, 6,3 φορές αυτής του ήλιου.

Ο λόγος που μεταβάλλεται η ένταση περιοδικά συζητείται ακόμα, αλλά μερικοί επιστήμονες λένε ότι οφείλεται στο αέριο που συσσωρεύεται επανειλημμένα κοντά στη μαύρη τρύπα και εν συνεχεία καταπίνεται.

Ανεξάρτητα από το πώς παράγονται, η συχνότητα της QPO εμφανίζεται να σχετίζεται πολύ με τη μάζα της μαύρης τρύπας. Οι Shaposhnikov και Titarchuk έχουν χρησιμοποιήσει και προηγουμένως αυτήν την σχέση για να υπολογίσουν τη μάζα τριών άλλων μαύρων οπών που είχαν "ζυγιστεί" από πριν με άλλες μεθόδους, και βρήκαν μια καλή συμφωνία μεταξύ των διαφορετικών προσεγγίσεων.

Εξωτικές μαύρες τρύπες μπορεί να είχαν παραχθεί και στα βίαια γεγονότα των πρώτων στιγμών του Κόσμου. Μερικές από αυτές τις αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι μικροσκοπικές, αλλά μέχρι τώρα καμία από αυτές τις εξωτικές μαύρες τρύπες δεν έχει ανιχνευθεί.

Η μικροσκοπική μάζα της μαύρης τρύπας πλησιάζει τα όρια που έχουν προβλέψει οι αστρονόμοι για ένα τέτοιο αντικείμενο, γι αυτό και η ανακάλυψη της έχει ιδιαίτερη σημασία για την έρευνα στη θεμελιώδη φυσική.

Κάτω από κάποιο άγνωστο κρίσιμο κατώτατο όριο, ένα άστρο που πεθαίνει πρέπει να παραγάγει ένα αστέρι νετρονίων αντί μιας μαύρης τρύπας. Οι αστρονόμοι σκέφτονται ότι το όριο μεταξύ του σχηματισμού μιας μαύρης τρύπας και ενός άστρου νετρονίων βρίσκεται κάπου μεταξύ 1,7 και 2,7 ηλιακές μάζες ή 330.000 φορές τη μάζα της γης.

Η γνώση αυτού του ορίου είναι κρίσιμη για να ξέρουμε πώς η ύλη συμπεριφέρεται κάτω από μια εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα.

Home