Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες «καταπίνουν» το αέριο όπως και οι μικρές

Στις 9 Σεπτεμβρίου 2018, οι αστρονόμοι εντόπισαν μια λάμψη από έναν γαλαξία 860 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Η πηγή ήταν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα περίπου 50 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ηλιακή.

Αν και συνήθως είναι αθόρυβες, η συγκεκριμένη μαύρη τρύπα «ξύπνησε» ξαφνικά για να «καταβροχθίσει» ένα περαστικό αστέρι, σε ένα σπάνιο επεισόδιο «παλιρροιακής διαταραχής». Καθώς τα αστρικά συντρίμμια έπεφταν μέσα στη μαύρη τρύπα, αυτή απελευθέρωσε μια τεράστια ποσότητα ενέργειας με τη μορφή φωτός.

Ερευνητές στο MIT, το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο και αλλού, χρησιμοποίησαν πολλαπλά τηλεσκόπια για να παρακολουθήσουν το φαινόμενο, το οποίο ονόμασαν «AT2018fyk». Προς έκπληξή τους, παρατήρησαν ότι καθώς η μαύρη τρύπα «κατάπινε» το αστέρι, παρουσίασε ιδιότητες που ήταν παρόμοιες με εκείνες των πολύ μικρότερων αστρικών μαύρων οπών.

Σύμφωνα με τα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν στο «Astrophysical Journal», η αύξηση, ή ο τρόπος με τον οποίο εξελίσσονται οι μαύρες τρύπες καθώς καταναλώνουν ύλη, είναι ανεξάρτητη από το μέγεθός τους.

«Έχουμε δείξει ότι, αν έχετε δει μια μαύρη τρύπα, τις έχετε δει όλες κατά μια έννοια», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Dheeraj Pasham, ερευνητής στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας του MIT. «Εάν τους ρίξεις μια μπάλα αερίου, φαίνεται να κάνουν όλες λίγο πολύ το ίδιο πράγμα».

Ένα αστρικό «ξύπνημα»

Όταν οι μικρές αστρικές τρύπες με 10 φορές την ηλιακή μάζα, εκπέμπουν μια λάμψη, το κάνουν γιατί έχουν απορροφήσει ύλη που προέρχεται από ένα συνοδευτικό αστέρι. Η ύλη πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα και συγκεντρώνεται σε ένα εξαιρετικά θερμό και γρήγορα περιστρεφόμενο δίσκο πριν εισέλθει σε αυτή. O δίσκος αυτός είναι γνωστός ως δίσκος προσαύξησης. Οι μαύρες τρύπες περιβάλλονται από ένα λαμπερό δακτύλιο σκόνης και αερίου, που ονομάζεται «κορώνα». Καθώς η ποσότητα της ύλης μειώνεται, η μαύρη τρύπα μεταβαίνει σε μια «φάση παροξυσμού» όπου αναλαμβάνει δράση η κορώνα. Η μαύρη τρύπα τελικά επανέρχεται σε μια ηρεμία και αυτός ο κύκλος αύξησης μπορεί να διαρκέσει από μερικές εβδομάδες έως μήνες.

Οι φυσικοί έχουν παρατηρήσει αυτό το φαινόμενο σε πολλές αστρικές μαύρες τρύπες. Ωστόσο οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτή η διαδικασία θα απαιτούσε πολύ χρόνο για να καταγραφεί πλήρως.

«Αυτή η διαδικασία συμβαίνει συνήθως σε χρονικές κλίμακες χιλιάδων ετών», λέει ο Pasham. «Οι άνθρωποι δεν μπορούν να περιμένουν τόσο πολύ για να συλλάβουν κάτι τέτοιο».

Αλλά αυτή η διαδικασία επιταχύνεται όταν μια ξαφνική, τεράστια ποσότητα ύλης εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα, όπως κατά τη διάρκεια μιας παλιρροιακής διαταραχής.

«Σε περίπτωση παλιρροιακής διαταραχής, όλα είναι απότομα», λέει ο Pasham. «Αυτό μας επιτρέπει να διερευνήσουμε όλα αυτά τα διαφορετικά στάδια αύξησης που γνωρίζαμε για τις μαζικές τρύπες».

Ένας υπερμεγέθης κύκλος

Μετά τον εντοπισμό της λάμψης, το 2018, ο Pasham και οι συνάδελφοί του συνέλεξαν δεδομένα επί δύο χρόνια, χρησιμοποιώντας τα διαστημικά τηλεσκόπια ακτίνων Χ XMM-Newton και το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra, καθώς και το NICER, το όργανο παρακολούθησης ακτίνων Χ στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και το Παρατηρητήριο Swift, μαζί με ραδιοτηλεσκόπια στην Αυστραλία.

«Καταγράψαμε τη μαύρη τρύπα και το σχηματισμό του δίσκου προσαύξησης, ενώ το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας ήταν υπεριώδης, με πολύ λίγες ακτίνες Χ», λέει ο Pasham. «Στη συνέχεια ο δίσκος κατέρρευσε, η κορώνα δυνάμωσε και έγινε πολύ φωτεινή. Στο τέλος έμεινε ελάχιστο αέριο, η φωτεινότητα μειώθηκε και επέστρεψε σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα».

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η μαύρη τρύπα διατάραξε παλιρροιακά ένα αστέρι στο μέγεθος του ήλιου. Στη διαδικασία αυτή, δημιούργησε έναν τεράστιο δίσκο αύξησης, περίπου 12 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα πλάτος, και εξέπεμψε αέριο που εκτιμάται ότι ήταν περίπου 40.000 Κέλβιν (38.871 βαθμοί Κελσίου).

«Οι άνθρωποι γνώριζαν ότι αυτός ο κύκλος συμβαίνει σε αστρικές μαύρες τρύπες, οι οποίες έχουν μάζες ίσες με 10 ηλιακές. Τώρα το βλέπουμε σε μαύρες τρύπες που είναι 5 εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες», λέει ο Pasham.

«Αυτό που είναι συναρπαστικό είναι ότι τέτοια παλιρροιακά γεγονότα μας δίνουν πληροφορίες για το σχηματισμό σύνθετων δομών πολύ κοντά στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, όπως ο δίσκος προσαύξησης και η κορώνα», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Thomas Wevers, ερευνητής στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο. «Μελετώντας πώς αυτές οι δομές σχηματίζονται και αλληλεπιδρούν στο ακραίο περιβάλλον μετά την καταστροφή ενός αστεριού, ελπίζουμε να αρχίσουμε να κατανοούμε καλύτερα τους θεμελιώδεις φυσικούς νόμους που διέπουν την ύπαρξή τους».

Εκτός από το ότι δείχνουν ότι οι μαύρες τρύπες παρουσιάζουν αύξηση κατά τον ίδιο τρόπο, ανεξάρτητα από το μέγεθός τους, είναι η δεύτερη φορά που οι επιστήμονες συλλαμβάνουν το σχηματισμό μιας κορώνας από την αρχή έως το τέλος.

«Η κορώνα είναι μια πολύ μυστηριώδης οντότητα και στην περίπτωση των υπερμεγέθων μαύρων οπών, οι επιστήμονες έχουν μελετήσει κάποιες κορώνες, αλλά δεν γνωρίζουν πότε ή πώς σχηματίστηκαν», καταλήγει ο Pasham.

ΠΗΓΗ: MIT

Όλες οι Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο,  στο ertnews.gr
Διάβασε όλες τις ειδήσεις μας στο Google
Κάνε like στη σελίδα μας στο Facebook
Ακολούθησε μας στο Twitter
Κάνε εγγραφή στο κανάλι μας στο Youtube
Προσοχή! Επιτρέπεται η αναδημοσίευση των πληροφοριών του παραπάνω άρθρου (όχι αυτολεξεί) ή μέρους αυτών μόνο αν:
– Αναφέρεται ως πηγή το ertnews.gr στο σημείο όπου γίνεται η αναφορά.
– Στο τέλος του άρθρου ως Πηγή
– Σε ένα από τα δύο σημεία να υπάρχει ενεργός σύνδεσμος