Όπως μια σκηνή από ταινία επιστημονικής φαντασίας, αστρονόμοι χρησιμοποιώντας διαστημικά τηλεσκόπια της NASA εντόπισαν το «Space Jaws».
Βρίσκεται σε απόσταση 600 εκατομμυρίων ετών φωτός και κρύβεται στα σκοτεινά βάθη ανάμεσα στα άστρα, αποτελώντας έναν αόρατο τέρας που καταβροχθίζει κάθε τυχαίο αστέρι που πέφτει σε αυτό.
Η κρυφή μαύρη τρύπα αποκάλυψε την παρουσία της μέσω ενός νέου γεγονότος τήξης (tidal disruption event – TDE), όπου ένα «άτυχο» αστέρι διασπάστηκε και το κατάπιε σε μια εκρηκτική ακτινοβολία. Τα γεγονότα αυτά αποτελούν ισχυρά «εργαλεία» για τη μελέτη της φυσικής των μαύρων τρυπών, αποκαλύπτοντας τις συνθήκες που απαιτούνται για την εκτόξευση τζετ και ανέμων όταν μια μαύρη τρύπα καταβροχθίζει ένα αστέρι και εμφανίζονται ως φωτεινά αντικείμενα στα τηλεσκόπια.
Πρόσφατα, το TDE με ονομασία AT2024tvd επέτρεψε στους αστρονόμους να εντοπίσουν μια περιπλανώμενη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA, με επιπλέον παρατηρήσεις από το «Chandra X-Ray Observatory» και το «Very Large Array» της NRAO. Τα δεδομένα έδειξαν ότι η μαύρη τρύπα δεν βρίσκεται στο κέντρο της γαλαξίας.
Η μελέτη θα δημοσιευθεί σε επερχόμενο τεύχος του The Astrophysical Journal Letters.
Οπτική απεικόνιση και η σημασία του TDE
Η εικόνα αποτελείται από έξι τμήματα, με το επάνω αριστερά να δείχνει την σκιά μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας που περιφέρεται μέσα σε γαλαξία. Το μεσαίο πάνω τμήμα παρουσιάζει ένα κίτρινο αστέρι που περνά κοντά στη μαύρη τρύπα. Τα τρία επόμενα δείχνουν το αστέρι να διασπάται σε λαμπερά λευκά ρεύματα και να εκρήγνυται, ενώ το κάτω δεξιά τμήμα απεικονίζει την εικόνα μιας γαλαξιακής δομής με ένα λαμπερό αστέρι-σημείο που αντιστοιχεί στη θέση της έκρηξης, όπως φαίνεται σε ακτίνες Χ και ορατό φως.
Αυτή η εικόνα δείχνει πώς ένα «adrift» (περιπλανώμενη) μαύρη τρύπα, περίπου ένα εκατομμύριο φορές τη μάζα του Ήλιου, βρίσκεται έξω από το κέντρο του γαλαξία, όπου συνήθως εντοπίζονται οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Η ανακάλυψη αποτελεί την πρώτη φορά που εντοπίζεται μια τέτοια offset TDE σε οπτικές παρατηρήσεις, ενώ οι περισσότερες καταγραφές αφορούν τις μαύρες τρύπες στο κέντρο των γαλαξιών.
Πώς εντοπίστηκε η περιπλανώμενη μαύρη τρύπα
Στο κέντρο του γαλαξία υπάρχει μια μεγαλύτερη μαύρη τρύπα, βάρους 100 εκατομμυρίων φορές η μάζα του Ήλιου, η οποία είναι ενεργή και εκπέμπει ενέργεια από την κατανάλωση υλικού. Η μικρότερη, περιπλανώμενη μαύρη τρύπα βρίσκεται μόλις 2.600 έτη φωτός μακριά από την κεντρική μαύρη τρύπα, δηλαδή το ένα δέκατο της απόστασης από τον Ήλιο μας στον πυρήνα της Γης.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η μικρότερη μαύρη τρύπα μπορεί να έχει εκτοξευθεί από μια πιο μικρή γαλαξιακή συγχώνευση ή από τριπλές αλληλεπιδράσεις μαύρων τρυπών. Αν και το πιθανότερο είναι να πρόκειται για αποσπασμένο κατάλοιπο μιας παλαιότερης συγχώνευσης, η ακριβής προέλευσή της παραμένει αβέβαιη.
Η διαδικασία τήξης και η ανακάλυψη
Το γεγονός TDE συνέβη όταν ένα τυχαίο αστέρι διασπάστηκε από την τεράστια βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας. Το αστέρι τεντώθηκε και διασπάστηκε σε «σπαγγέτι» (spaghettified), με τα υπολείμματά του να σχηματίζουν δίσκο γύρω από τη μαύρη τρύπα. Η αποσύνθεση αυτή προκαλεί εκρήξεις και ακτινοβολία υψηλών θερμοκρασιών που φαίνονται σε υπεριώδη και ορατά μήκη κύματος.
Ο Yuhan Yao από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ δήλωσε:
«Το AT2024tvd είναι η πρώτη offset TDE που καταγράφηκε από οπτικά τηλεσκόπια και ανοίγει το δρόμο για την ανακάλυψη αυτού του κρυφού πληθυσμού περιπλανώμενων μαύρων τρυπών στο μέλλον».
Πιστεύει ότι αυτή η ανακάλυψη θα κινητοποιήσει τους επιστήμονες να αναζητήσουν περισσότερα παρόμοια γεγονότα.
Πώς εντοπίστηκε και ποια ήταν η σημασία
Η μαύρη τρύπα ανιχνεύθηκε αρχικά μέσω μιας έκλαμψης από τηλεσκόπια εδάφους, η οποία ήταν τόσο φωτεινή όσο μια υπερκαινοφανής έκρηξη. Όμως, η θερμότητά της και οι γραμμές εκπομπής σε υδρογόνο, ήλιο, άνθρακα, άζωτο και πυρίτιο ανέδειξαν την προέλευσή της σε μαύρη τρύπα που καταβροχθίζει αστέρια.
Οι ερευνητές, όπως ο Ryan Chornock από το UC Berkeley, τονίζουν ότι οι γεγονότα τήξης μπορούν να φανερώσουν την ύπαρξη μεγάλων μαύρων τρυπών που διαφορετικά θα ήταν αδύνατο να ανιχνευθούν. Μελλοντικά, διαστημικά τηλεσκόπια όπως το Vera C. Rubin Observatory και το Nancy Grace Roman Space Telescope θα επιτρέψουν την περαιτέρω παρακολούθηση τέτοιων γεγονότων.
Συμπεράσματα και προοπτικές
Ο Yao σημειώνει ότι η κατανόηση αυτών των περιπλανώμενων μαύρων τρυπών μπορεί να αποκαλύψει πώς οι γαλαξίες αλληλεπιδρούν και πώς διαμορφώνονται οι πληθυσμοί τους. Η παρουσία περισσότερων τέτοιων offset TDE θα δείξει την ύπαρξη μόνιμων ή προσωρινών πηγών μαύρων τρυπών που βρίσκονται εκτός κέντρου.
Η τεχνολογία και η συνεργασία διαστημικών τηλεσκοπίων, καθώς και η περαιτέρω ανάπτυξη νέων, θα βοηθήσουν στην κατανόηση αυτών των μυστηριωδών και σπάνιων γεγονότων, φέρνοντας νέες γνώσεις για το σύμπαν και τις μαύρες τρύπες που το διαφεντεύουν.
