Ο έλεγχος του ποσοστού περιστροφής σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα είναι ένας πολύ καλός τρόπος για τους αστρονόμους να δοκιμάσουν τη θεωρία του Αϊνστάιν υπό ακραίες συνθήκες - και να δούμε προσεκτικά πόσο έντονη βαρύτητα στρεβλώνει το ύφασμα του χωροχρόνου. Τώρα, φανταστείτε ένα τέρας… που έχει μάζα περίπου 2 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου μας, έχει διάμετρο 2 εκατομμυρίων μιλίων και περιστρέφεται τόσο γρήγορα που σχεδόν σπάζει την ταχύτητα του φωτός.
Μια φαντασία; Όχι δύσκολα. Είναι μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του σπειροειδούς γαλαξία NGC 1365 - και πρόκειται να μας διδάξει πολύ περισσότερα για το πώς ωριμάζουν οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες.
Τι κάνει τους ερευνητές τόσο βέβαιοι που τελικά έλαβαν οριστικούς υπολογισμούς ενός τόσο απίστευτου ρυθμού περιστροφής σε έναν μακρινό γαλαξία; Χάρη στα δεδομένα που ελήφθησαν από το Nuclear Spectroscopic Telescope Array ή το NuSTAR και τους δορυφόρους ακτίνων X XMM-Newton της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, η ομάδα των επιστημόνων έχει ρίξει μια ματιά στην καρδιά του NGC 1365 με ακτίνες Χ - σημειώνοντας την τοποθεσία του ορίζοντα συμβάντος - η άκρη της περιστρεφόμενης τρύπας όπου ο γύρω χώρος αρχίζει να σύρεται στο στόμα του θηρίου.
«Μπορούμε να εντοπίσουμε την ύλη καθώς στροβιλίζεται σε μια μαύρη τρύπα χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ που εκπέμπονται από περιοχές πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα», δήλωσε η συγγραφέας μιας νέας μελέτης, η κύρια ερευνητής της NuSTAR, Fiona Harrison, του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας στο Pasadena. «Η ακτινοβολία που βλέπουμε στρεβλώνεται και παραμορφώνεται από τις κινήσεις των σωματιδίων και την απίστευτα ισχυρή βαρύτητα της μαύρης τρύπας».
Ωστόσο, οι μελέτες δεν σταμάτησαν εκεί, προχώρησαν στην εσωτερική άκρη για να συμπεριλάβουν τη θέση του δίσκου προσαύξησης. Εδώ είναι η «Εσωτερική Σταθερή Κυκλική Τροχιά» - το παροιμικό σημείο χωρίς επιστροφή. Αυτή η περιοχή σχετίζεται άμεσα με το ποσοστό περιστροφής μιας μαύρης τρύπας. Επειδή ο χωροχρόνος παραμορφώνεται σε αυτήν την περιοχή, μερικοί από αυτούς μπορούν να φτάσουν ακόμη πιο κοντά στο ISCO πριν τραβηχτούν. Αυτό που κάνει τα τρέχοντα δεδομένα τόσο συναρπαστικά είναι να δούμε βαθύτερα στη μαύρη τρύπα μέσω ενός ευρύτερου φάσματος ακτίνων Χ, επιτρέποντας οι αστρονόμοι βλέπουν πέρα από τα καλυμμένα σύννεφα σκόνης που μπερδεύουν μόνο τις προηγούμενες αναγνώσεις. Αυτά τα νέα ευρήματα μας δείχνουν ότι δεν είναι η σκόνη που διαστρεβλώνει τις ακτίνες Χ - αλλά η βαρύτητα που συνθλίβει.
«Είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει μετρήσει με ακρίβεια την περιστροφή μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Guido Risaliti του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) και του INAF - Arcetri Observatory.
«Αν μπορούσα να προσθέσω ένα όργανο στο XMM-Newton, θα ήταν ένα τηλεσκόπιο όπως το NuSTAR», δήλωσε ο Norbert Schartel, Επιστήμονας του προγράμματος XMM-Newton στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Αστρονομίας στη Μαδρίτη. «Οι ακτινογραφίες υψηλής ενέργειας παρείχαν ένα απαραίτητο κομμάτι παζλ που λείπει για την επίλυση αυτού του προβλήματος.»
Παρόλο που η κεντρική μαύρη τρύπα στο NGC 1365 είναι τέρας τώρα, δεν ξεκίνησε ως ένα. Όπως όλα τα πράγματα, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του γαλαξία, εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου. Πάνω από εκατομμύρια χρόνια κέρδισε περιφέρεια καθώς καταναλώνει αστέρια και αέριο - πιθανώς ακόμη και συγχωνεύεται με άλλες μαύρες τρύπες στην πορεία.
«Η περιστροφή της μαύρης τρύπας είναι μια ανάμνηση, ένα αρχείο, της ιστορίας του παρελθόντος του γαλαξία στο σύνολό του», εξήγησε ο Risaliti.
«Αυτά τα τέρατα, με μάζες από εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου, σχηματίζονται ως μικροί σπόροι στο πρώιμο σύμπαν και αναπτύσσονται καταπιώντας αστέρια και αέριο στους γαλαξίες του ξενιστή τους, ενώνονται με άλλες γιγαντιαίες μαύρες τρύπες όταν συγκρούονται γαλαξίες ή και τα δύο , Δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Guido Risaliti του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics στο Cambridge, Mass., Και το Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής.
Αυτή η νέα περιστροφή στις μαύρες τρύπες μάς έδειξε ότι ένα τέρας μπορεί να προκύψει από την «διαταγμένη αύξηση» - και όχι απλώς τυχαία πολλαπλά γεγονότα. Η ομάδα θα συνεχίσει τις μελέτες της για να δει πώς άλλοι παράγοντες εκτός από την περιστροφή των μαύρων οπών με την πάροδο του χρόνου και θα συνεχίσει να παρατηρεί πολλές άλλες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με το NuSTAR και το XMM-Newton.
«Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό για τον τομέα της επιστήμης της μαύρης τρύπας», δήλωσε ο Lou Kaluzienski, επιστήμονας του προγράμματος NuSTAR στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Ουάσινγκτον, DC. «Τα τηλεσκόπια της NASA και της ESA αντιμετώπισαν μαζί αυτό το πρόβλημα. Σε συνδυασμό με τις παρατηρήσεις ακτίνων Χ χαμηλότερης ενέργειας που πραγματοποιήθηκαν με το XMM-Newton, οι πρωτοφανείς δυνατότητες της NuSTAR για τη μέτρηση των ακτίνων Χ υψηλότερης ενέργειας παρείχαν ένα απαραίτητο, λείπει κομμάτι παζλ για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος. "
Πρωτότυπη Πηγή Ιστορίας: Δελτίο Τύπου JPL / NASA.
