Για χρόνια, ο αστρονόμος Karl Gebhardt και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Jeremy Murphy στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν αναζητούν μαύρες τρύπες - την πυκνή συγκέντρωση της ύλης στο κέντρο των γαλαξιών. Βρήκαν μια μαύρη τρύπα που ζυγίζει 6,7 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας στο κέντρο του γαλαξία M87.
Αλλά τώρα κατέστρεψαν το δικό τους ρεκόρ. Συνδυάζοντας νέα δεδομένα από πολλές παρατηρήσεις, δεν έχουν βρει μία αλλά δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που η καθεμία ζυγίζει έως και 10 δισεκατομμύρια ήλιους.
«Απλώς συνεχίζουν να μεγαλώνουν», είπε ο Gebhardt.
Οι μαύρες τρύπες είναι κατασκευασμένες από εξαιρετικά πυκνά υλικά. Παράγουν ένα τόσο ισχυρό βαρυτικό πεδίο που ακόμη και το φως δεν μπορεί να ξεφύγει. Επειδή δεν είναι ορατά άμεσα, οι αστρονόμοι βρίσκουν μαύρες τρύπες σχεδιάζοντας τις τροχιές των αστεριών γύρω από αυτές τις γιγαντιαίες αόρατες μάζες. Το σχήμα και το μέγεθος αυτών των τροχιών των αστεριών μπορούν να καθορίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας.
Τα εκρηκτικά αστέρια που ονομάζονται σουπερνόβα συχνά αφήνουν πίσω τους μαύρες τρύπες, αλλά αυτά ζυγίζουν μόνο όσο το μονό αστέρι. Οι μαύρες τρύπες δισεκατομμύρια φορές η μάζα του Ήλιου μας έχει γίνει τόσο μεγάλη. Πιθανότατα, μια συνηθισμένη μαύρη τρύπα καταναλώνει μια άλλη, συλλαμβάνει τεράστιο αριθμό αστεριών και τη μαζική ποσότητα αερίου που περιέχουν ή είναι το αποτέλεσμα δύο συγκρούσεων γαλαξιών. Όσο μεγαλύτερη είναι η σύγκρουση, τόσο μεγαλύτερη είναι η μαύρη τρύπα.
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρήκαν οι Gebhardt και Murphy βρίσκονται στα κέντρα δύο γαλαξιών πάνω από 300 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Ένας βάρους 9,7 δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών βρίσκεται στον ελλειπτικό γαλαξία NGC 3842, τον πιο φωτεινό γαλαξία στο σύμπλεγμα γαλαξιών του Λέοντα 320 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά προς την κατεύθυνση του αστερισμού Λέων. Ο άλλος είναι τόσο μεγάλος ή μεγαλύτερος και βρίσκεται στον ελλειπτικό γαλαξία NGC 4889, τον πιο φωτεινό γαλαξία στο σύμπλεγμα Κόμα, περίπου 336 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού Κόμα Μπερενίσις.
Κάθε μία από αυτές τις μαύρες τρύπες έχει ορίζοντα γεγονότος - το σημείο της μη επιστροφής όπου τίποτα, ούτε καν φως δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητά τους - 200 φορές μεγαλύτερη από την τροχιά της Γης (ή πέντε φορές την τροχιά του Πλούτωνα). Αυτό είναι εντυπωσιακό 29.929.600.000 χιλιόμετρα ή 18.597.391.235 μίλια. Πέρα από τον ορίζοντα του γεγονότος, το καθένα έχει βαρυτική επιρροή που εκτείνεται πάνω από 4.000 έτη φωτός σε κάθε κατεύθυνση.
Συγκριτικά, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας έχει έναν ορίζοντα γεγονότων μόνο το ένα πέμπτο της τροχιάς του Ερμή - περίπου 11.600.000 χιλιόμετρα ή 7.207.905 μίλια. Αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι 2.500 φορές πιο μαζικές από τις δικές μας.
Οι Gebhardt και Murphy βρήκαν τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συνδυάζοντας δεδομένα από πολλές πηγές. Οι παρατηρήσεις από τα τηλεσκόπια Δίδυμοι και Κέκ αποκάλυψαν τα μικρότερα, εσωτερικά μέρη αυτών των γαλαξιών, ενώ τα δεδομένα από τον Φασματογράφο Τζορτζ και Σίνθια Μίτσελ στο τηλεσκόπιο Harlan J. Smith 2,7 μέτρων αποκάλυψαν τις μεγαλύτερες, πιο απομακρυσμένες περιοχές τους.
Το να κάνουμε τα πάντα μαζί για να συμπεράνουμε τη μάζα των μαύρων τρυπών ήταν μια πρόκληση. «Χρειαζόμασταν προσομοιώσεις υπολογιστών που μπορούν να φιλοξενήσουν τόσο μεγάλες αλλαγές στην κλίμακα», δήλωσε ο Gebhardt. "Αυτό μπορεί να γίνει μόνο σε υπερυπολογιστή."
Αλλά η απόδοση δεν τελειώνει με την εύρεση αυτού του τεράστιου γαλαξιακού κέντρου. Η ανακάλυψη έχει πολύ πιο σημαντικές επιπτώσεις. «Μας λέει κάτι θεμελιώδες για το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες», είπε ο Γκέμπαρντ.
Αυτές οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να είναι τα σκοτεινά υπολείμματα των προηγουμένως φωτεινών γαλαξιών που ονομάζονται κβάζαρ. Το πρώιμο σύμπαν ήταν γεμάτο κβάζαρ, ορισμένα πιστεύονταν ότι τροφοδοτήθηκαν από μαύρες τρύπες 10 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες ή περισσότερες. Οι αστρονόμοι αναρωτιούνται από πού εξαφανίστηκαν αυτά τα υπερμεγέθη γαλαξιακά κέντρα.
Ο Gebhardt και ο Murphy ίσως βρήκαν ένα βασικό κομμάτι για την επίλυση του μυστηρίου. Οι δύο υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες τους θα μπορούσαν να ρίξουν φως στο πώς αλληλεπιδρούν οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες τους από την αρχή του σύμπαντος. Μπορεί να είναι ένας λείπει σύνδεσμος μεταξύ των αρχαίων κβάζαρ και των σύγχρονων υπερμεγέθων μαύρων τρυπών.
Πηγή: Δελτίο Τύπου Παρατηρητηρίου McDonald.
