Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν την πλησιέστερη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα ποτέ στη Γη, έναν κοσμικό γίγαντα «παγωμένο στο χρόνο».
Ως παράδειγμα μιας δύσκολα ανιχνεύσιμης «μαύρης τρύπας μέσης μάζας», αυτό το αντικείμενο μπορεί να είναι ένας κρίκος που λείπει για την κατανόηση της σχέσης μεταξύ της αστρικής μάζας και των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Φαίνεται ότι η μαύρη τρύπα έχει μάζα περίπου 8.200 ηλιακές μάζες, γεγονός που την καθιστά πολύ πιο μαζική από τις μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, των οποίων η μάζα κυμαίνεται από 5 έως 100 φορές τη μάζα του Ήλιου και πολύ μικρότερη από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες , που έχουν μάζα από εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια της μάζας του Ήλιου . Η πλησιέστερη αστρική μαύρη τρύπα που ανακαλύφθηκε από τους επιστήμονες ονομάζεται Gaia-BH1 και βρίσκεται μόλις 1.560 έτη φωτός μακριά μας.
Από την άλλη πλευρά, η πρόσφατα ανακαλυφθείσα μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας βρίσκεται σε ένα εκπληκτικό σμήνος περίπου δέκα εκατομμυρίων αστεριών που ονομάζεται Ωμέγα Κενταύρου, το οποίο βρίσκεται περίπου 18 χιλιάδες έτη φωτός από τη Γη.
Είναι ενδιαφέρον ότι το γεγονός ότι η «παγωμένη» μαύρη τρύπα φαίνεται να έχει σταματήσει την ανάπτυξή της υποστηρίζει την ιδέα ότι το Ωμέγα Κενταύριο είναι τα απομεινάρια ενός αρχαίου γαλαξία που καταβροχθίστηκε από τον δικό μας.
Σχετίζεται με: Παρακολουθήστε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα να παγιδεύει έναν λεπτό δίσκο σε αυτήν την προσομοίωση
Αυτό υποδηλώνει ότι το Ωμέγα Κένταυρος είναι στην πραγματικότητα ο πυρήνας ενός ξεχωριστού νεαρού γαλαξία του οποίου η εξέλιξη σταμάτησε όταν καταβροχθίστηκε από τον Γαλαξία. Αν δεν είχε συμβεί αυτό το γεγονός, αυτή η ενδιάμεση μαύρη τρύπα θα μπορούσε να είχε εξελιχθεί σε μια υπερμεγέθη κατάσταση όπως η υπερμεγέθη μαύρη τρύπα του Γαλαξία, Τοξότης Α* (Sgr A*), η οποία έχει μάζα 4,3 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου και βρίσκεται 27.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Βρείτε αυτό που λείπει
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι δεν δημιουργούνται όλες οι μαύρες τρύπες ίσες. Ενώ είναι γνωστό ότι οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας σχηματίζονται από την κατάρρευση άστρων με μάζα τουλάχιστον οκτώ φορές τη μάζα του Ήλιου, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πρέπει να έχουν διαφορετική προέλευση. Αυτό συμβαίνει επειδή κανένα αστέρι δεν έχει αρκετή μάζα ώστε να καταρρεύσει και να αφήσει τα υπολείμματα αυτής της μαύρης τρύπας. Εκατομμύρια Πολλές φορές το μέγεθος του ήλιου.
Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες προτείνουν ότι οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες γεννιούνται και αναπτύσσονται ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης αλυσίδων μαύρων οπών που σταδιακά αυξάνονται σε μέγεθος. Αυτό έχει αποδειχθεί από την ανακάλυψη κυματισμών στον χωροχρόνο, που ονομάζονται βαρυτικά κύματα, που προέρχονται από τη συγχώνευση μαύρων τρυπών.
Η διαδικασία των συγχωνεύσεων και της ανάπτυξης της μαύρης τρύπας, σε συνδυασμό με το τεράστιο χάσμα μάζας μεταξύ μαύρων τρυπών αστρικής μάζας και υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, σημαίνει ότι θα πρέπει να υπάρχει μεγάλος αριθμός μαύρων τρυπών μεσαίου μεγέθους.
Ωστόσο, αυτές οι μαύρες τρύπες μέσης μάζας, με μάζες που κυμαίνονται από μερικές εκατοντάδες έως μερικές χιλιάδες ηλιακές μάζες, φαίνεται να έχουν ως επί το πλείστον αποφύγει την ανίχνευση. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτές οι μεσαίου μεγέθους γιγάντιες μαύρες τρύπες, όπως όλες οι μαύρες τρύπες, έχουν εξωτερικά όρια που ονομάζονται ορίζοντες γεγονότων.
Ο ορίζοντας γεγονότων είναι το σημείο στο οποίο η βαρυτική επίδραση της μαύρης τρύπας γίνεται τόσο μαζική που ακόμη και το φως δεν μπορεί να διαφύγει. Έτσι, οι μαύρες τρύπες μπορούν να φανούν στο φως μόνο εάν περιβάλλονται από υλικό από το οποίο τρέφονται, το οποίο λάμπει ενώ θερμαίνεται ή εάν διασπώνται και τρέφονται με ένα ατυχές αστέρι σε ένα λεγόμενο «γεγονός παλιρροϊκής διαταραχής» (TDE).
Οι ενδιάμεσες μαύρες τρύπες, όπως αυτή του Ωμέγα Κενταύρου, δεν περιβάλλονται από πολλή ύλη και δεν τρέφονται.
Αυτό σημαίνει ότι οι αστρονόμοι πρέπει να είναι κάπως επιδέξιοι όταν αναζητούν τέτοιες μαύρες τρύπες. Χρησιμοποιούν τα βαρυτικά αποτελέσματα που έχουν αυτά τα κενά στην ύλη, όπως τα αστέρια που περιφέρονται γύρω τους ή το φως που περνά μέσα από αυτά. Η νέα ομάδα ανακάλυψης χρησιμοποίησε την πρώτη μέθοδο.
Επιταχυνόμενο αστέρι
Η αναζήτηση αυτής της ενδιάμεσης μαύρης τρύπας ξεκίνησε το 2019 όταν η Nadine Neumayer του Ινστιτούτου Αστρονομίας Max Planck (MPIA) και ο Anil Seth του Πανεπιστημίου της Γιούτα σχεδίασαν ένα ερευνητικό έργο για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για την ιστορία σχηματισμού του Ωμέγα Κενταύρου.
Συγκεκριμένα, οι ερευνητές, μαζί με τον Maximilian Haberl, διδακτορικό στο Ινστιτούτο Max Planck για την Επιστήμη του Διαστήματος, ήθελαν να βρουν γρήγορα κινούμενα αστέρια στο Ωμέγα Κενταύρου που θα αποδείκνυαν ότι το αστρικό σμήνος έχει μια τεράστια, πυκνή ή συμπαγή μαύρη τρύπα. κεντρική κίνηση.» Μια παρόμοια μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της μάζας και του μεγέθους του Sgr A* χρησιμοποιώντας μια ομάδα ταχέως κινούμενων αστεριών στον πυρήνα του Γαλαξία μας.
Ο Haberle και η ομάδα του χρησιμοποίησαν περισσότερες από 500 εικόνες Hubble αυτού του αστρικού σμήνους για να δημιουργήσουν μια τεράστια βάση δεδομένων με τις κινήσεις των αστεριών στο Ωμέγα Κενταύρου, μετρώντας τις ταχύτητες περίπου 1,4 εκατομμυρίων αστέρων. Αυτή η επαναλαμβανόμενη εικόνα του Ωμέγα Κενταύρου, που διεξήχθη από το Hubble όχι από επιστημονικό ενδιαφέρον, αλλά για τη βαθμονόμηση των οργάνων του, ήταν το τέλειο σύνολο δεδομένων για την αποστολή της ομάδας.
«Το να ψάχνεις για αστέρια υψηλής ταχύτητας και να τεκμηριώνεις την κίνησή τους ήταν σαν να ψάχνεις για μια βελόνα σε άχυρα», είπε ο Haberle. Τελικά, η ομάδα δεν βρήκε έναν, αλλά μόνο έναν. Επτά «Αστέρια που μοιάζουν με βελόνα σε θημωνιά», όλα κινούνται με μεγάλες ταχύτητες σε μια μικρή περιοχή στην καρδιά του Ωμέγα Κενταύρου.
Η μεγάλη ταχύτητα αυτών των άστρων προκαλείται από τη συγκεντρωμένη μάζα που βρίσκεται κοντά. Εάν η ομάδα είχε βρει μόνο ένα γρήγορο αστέρι, θα ήταν αδύνατο να προσδιορίσει εάν η ταχύτητά του ήταν το αποτέλεσμα μιας μεγάλης, κοντινής κεντρικής μάζας ή αν αυτό το αστέρι ήταν ένα φυγόδικο αστέρι που κινούνταν πολύ γρήγορα σε ευθεία διαδρομή – απουσία οποιασδήποτε κεντρικής μάζας.
Η παρατήρηση και η μέτρηση των διαφορετικών ταχυτήτων και κατευθύνσεων επτά αστεριών επέτρεψε να καταλήξουμε σε αυτό το συμπέρασμα. Οι μετρήσεις αποκάλυψαν μια κεντρική μάζα που ισοδυναμεί με 8.200 ήλιους, ενώ οι οπτικές επιθεωρήσεις της περιοχής δεν αποκάλυψαν αντικείμενα που να μοιάζουν με αστέρια. Αυτό ακριβώς θα περιμέναμε να βρούμε αν υπήρχε μια μαύρη τρύπα σε αυτήν την περιοχή, την οποία η ομάδα όρισε ως «μήνες φωτός».
Το γεγονός ότι ο γαλαξίας μας έχει ωριμάσει αρκετά ώστε να αναπτύξει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά του σημαίνει ότι μπορεί να έχει περάσει το σημείο να έχει πολλές μαύρες τρύπες μέσης μάζας. Η ομάδα λέει ότι αυτή η τρύπα υπάρχει στον Γαλαξία μας επειδή ο κανιβαλισμός του μητρικού γαλαξία του οδήγησε σε μείωση των διαδικασιών ανάπτυξής του.
Ο Haberle είπε: «Προηγούμενες μελέτες έθεσαν πολύ σημαντικά ερωτήματα όπως: Πού βρίσκονται τα αστέρια υψηλής ταχύτητας τώρα έχουμε μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα και επιβεβαίωση ότι το αστέρι του Ωμέγα Κενταύρου περιέχει μια μαύρη τρύπα μέσης μάζας; 18 χιλιάδες έτη φωτός, αυτό είναι «Το πλησιέστερο γνωστό παράδειγμα μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας».
Φυσικά, αυτό δεν αλλάζει πραγματικά την κατάσταση του Sgr A* ως της πλησιέστερης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στη Γη ή της Gaia BH1 ως της πλησιέστερης αστρικής μαύρης τρύπας στη Γη — αλλά παρέχει κάποια διαβεβαίωση ότι οι επιστήμονες βρίσκονται στο σωστό δρόμο όταν σκέφτονται πώς η μαύρη τρύπα μας μπορεί να είχε γίνει κεντρική σε έναν κοσμικό γίγαντα εξαρχής.
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε την Τετάρτη (10 Ιουλίου) στο περιοδικό Nature.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”