Ο Γαλαξίας έχει μια μεγάλη, πρόσφατα ανακαλυφθείσα μαύρη τρύπα, και κρύβεται κοντά στη Γη! Αυτός ο κοιμώμενος γίγαντας ανακαλύφθηκε χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Gaia της Ευρώπης, το οποίο παρακολουθεί την κίνηση δισεκατομμυρίων αστεριών στον γαλαξία μας.
Οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας σχηματίζονται όταν ένα μεγάλο αστέρι τελειώνει από καύσιμα και καταρρέει. Η νέα ανακάλυψη είναι ένα ορόσημο και αντιπροσωπεύει την πρώτη φορά που μια μεγάλη μαύρη τρύπα με τέτοια προέλευση βρέθηκε κοντά στη Γη.
Η αστρική μαύρη τρύπα, που ονομάζεται Gaia-BH3, είναι 33 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο μας. Η πιο μαζική μαύρη τρύπα αυτής της κατηγορίας που βρέθηκε προηγουμένως στον Γαλαξία ήταν μια μαύρη τρύπα σε ένα δυαδικό αστέρι ακτίνων Χ στον αστερισμό του Κύκνου (Cyg X-1), το οποίο εκτιμάται ότι έχει μάζα περίπου 20 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιος. Η μέση αστρική μαύρη τρύπα στον Γαλαξία μας είναι περίπου 10 φορές βαρύτερη από τον Ήλιο.
Η Gaia-BH3 βρίσκεται μόλις 2.000 έτη φωτός από τη Γη, καθιστώντας την τη δεύτερη πλησιέστερη μαύρη τρύπα στον πλανήτη μας που έχει ανακαλυφθεί ποτέ. Η πλησιέστερη μαύρη τρύπα στη Γη είναι η Gaia-BH1 (ανακαλύφθηκε επίσης από τη Γαία), η οποία απέχει 1.560 έτη φωτός. Η Gaia-BH1 έχει μάζα περίπου 9,6 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, καθιστώντας την σημαντικά μικρότερη από αυτή τη μαύρη τρύπα που ανακαλύφθηκε πρόσφατα.
Σχετίζεται με: Νέα άποψη της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στην καρδιά του Γαλαξία μας υποδηλώνει ένα συναρπαστικό κρυφό χαρακτηριστικό (Εικόνα)
«Η εύρεση της Gaia BH3 είναι σαν τη στιγμή της ταινίας «The Matrix» όπου ο Neo αρχίζει να «βλέπει» το Matrix», λέει ο George Seabrook, επιστήμονας στο Mullard Space Science Laboratory στο University College του Λονδίνου και μέλος του Black Hole Task. Force Gaea. ανέφερε σε δήλωση που εστάλη στο Space.com. «Στην περίπτωσή μας, το «Matrix» είναι ο πληθυσμός των αδρανών αστρικών μαύρων τρυπών στον γαλαξία μας που παρέμεναν κρυμμένοι από εμάς πριν τις ανακαλύψει η Γαία».
Ο Seabroke πρόσθεσε ότι η Gaia BH3 είναι μια σημαντική ένδειξη για αυτόν τον πληθυσμό επειδή είναι η πιο τεράστια αστρική μαύρη τρύπα στον γαλαξία μας.
Φυσικά, η Gaia-BH3 είναι ένα μικρό αγόρι σε σύγκριση με την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα Sagittarius A* (Sgr A*), η οποία κυριαρχεί στην καρδιά του Γαλαξία μας και έχει μάζα 4,2 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες όπως το Sgr A* δεν σχηματίζονται από το θάνατο μεγάλων αστεριών, αλλά από τη συγχώνευση ολοένα και μεγαλύτερων μαύρων τρυπών.
Μια κοιμισμένη γιγάντια μαύρη τρύπα έκανε τον σύντροφο του αστεριού να ταλαντεύεται
Όλες οι μαύρες τρύπες σημειώνονται από ένα εξωτερικό όριο που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων. Σε αυτό το σημείο, η ταχύτητα διαφυγής της μαύρης τρύπας υπερβαίνει την ταχύτητα του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι ο ορίζοντας γεγονότων είναι μια επιφάνεια που συλλαμβάνει φως στη μία πλευρά και πέρα από την οποία δεν μπορεί να διαφύγει καμία πληροφορία.
Ως αποτέλεσμα, οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν ούτε αντανακλούν φως, που σημαίνει ότι μπορούν να «βλέπουν» μόνο όταν περιβάλλονται από υλικό από το οποίο τρέφονται σταδιακά. Μερικές φορές αυτό σημαίνει ότι μια μαύρη τρύπα σε ένα δυαδικό αστρικό σύστημα εξάγει υλικό από ένα συνοδό αστέρι που σχηματίζει έναν δίσκο αερίου και σκόνης γύρω του.
Η τεράστια βαρυτική επίδραση των μαύρων οπών δημιουργεί ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις στη γύρω ύλη, με αποτέλεσμα να λάμπει έντονα με υλικό που καταστρέφεται και καταναλώνεται, εκπέμποντας επίσης ακτίνες Χ. Επιπλέον, το υλικό από το οποίο δεν τροφοδοτείται η μαύρη τρύπα μπορεί να κατευθυνθεί στους πόλους της και να εκτοξευθεί ως πίδακες κοντά στην ταχύτητα του φωτός, που συνοδεύει την εκπομπή φωτός.
Όλες αυτές οι εκπομπές φωτός μπορούν να επιτρέψουν στους αστρονόμους να ανιχνεύσουν μαύρες τρύπες. Το ερώτημα είναι: Πώς μπορούν να ανακαλυφθούν «αδρανείς» μαύρες τρύπες που δεν τρέφονται με το αέριο και τη σκόνη γύρω τους; Για παράδειγμα, τι γίνεται αν μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας έχει ένα συνοδό αστέρι, αλλά τα δύο είναι πολύ μακριά ώστε η μαύρη τρύπα να αρπάξει την αστρική ύλη από τον δυαδικό της συνεργάτη;
Σε τέτοιες περιπτώσεις, η μαύρη τρύπα και το συνοδό της αστέρι περιφέρονται γύρω από ένα σημείο που αντιπροσωπεύει το κέντρο μάζας του συστήματος. Αυτό συμβαίνει επίσης όταν ένα αστέρι έχει έναν φωτεινό σύντροφο που περιφέρεται γύρω του, όπως ένα άλλο αστέρι ή ακόμα και ένας πλανήτης.
Η περιφορά γύρω από το κέντρο μάζας προκαλεί μια ταλάντευση στην κίνηση του άστρου που είναι ορατή στους αστρονόμους. Επειδή η Γαία μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια την κίνηση των άστρων, είναι το ιδανικό όργανο για την παρατήρηση αυτής της ταλάντωσης.
Η Task Force της Μαύρης Τρύπας της Γαίας ξεκίνησε να αναζητήσει περίεργες διακυμάνσεις που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από την παρουσία άλλου άστρου ή πλανήτη και πρότεινε έναν βαρύτερο σύντροφο, πιθανώς μια μαύρη τρύπα.
Όταν η ομάδα στόχευσε ένα αρχαίο γιγάντιο αστέρι στον αστερισμό Aquila, που βρίσκεται 1.926 έτη φωτός από τη Γη, η ομάδα διαπίστωσε ότι η τροχιά του αστεριού ταλαντεύτηκε. Αυτή η ταλάντευση υποδηλώνει ότι το αστέρι βρίσκεται σε τροχιακή κίνηση με μια μαύρη τρύπα σε ηρεμία εξαιρετικά μεγάλης μάζας. Τα δύο χωρίζονται από μια απόσταση μεταξύ της πιο απομακρυσμένης απόστασης μεταξύ του Ήλιου και του Ποσειδώνα και της πλησιέστερης απόστασης από το αστέρι μας και τον Δία.
«Είναι ένας πραγματικός μονόκερος», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Pasquale Panuzzo του CNRS, Observatoire de Paris στη Γαλλία, σε μια δήλωση. «Αυτό είναι το είδος της ανακάλυψης που κάνετε μια φορά στην ερευνητική σας ζωή. Μέχρι τώρα, τόσο μεγάλες μαύρες τρύπες είχαν ανακαλυφθεί μόνο σε μακρινούς γαλαξίες χάρη στην παρατήρηση βαρυτικών κυμάτων από τη συνεργασία LIGO-Virgo-KAGRA».
Σχετίζεται με: Τι είναι τα βαρυτικά κύματα;
Χάρη στην ευαισθησία της Gaia, η Task Force της Μαύρης Τρύπας μπόρεσε επίσης να περιορίσει τη μάζα του Gaia-BH3 και προσδιόρισε ότι έχει 33 ηλιακές μάζες.
«Η Gaia-BH3 είναι η πρώτη μαύρη τρύπα της οποίας η μάζα μπορέσαμε να μετρήσουμε με τόση ακρίβεια», δήλωσε ο Tsevi Mazeh, επιστήμονας και μέλος της Gaia Collaboration στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ. «Η μάζα του αντικειμένου είναι 30 φορές η μάζα του Ήλιου μας και είναι τυπική των εκτιμήσεων που έχουμε για τις μάζες των πολύ μακρινών μαύρων οπών που παρατηρήθηκαν από πειράματα βαρυτικών κυμάτων. Οι μετρήσεις της Γαίας παρέχουν την πρώτη αδιαμφισβήτητη απόδειξη αυτού». [stellar-mass] Υπάρχουν τόσο ογκώδεις μαύρες τρύπες».
ΠΑΡΟΜΟΙΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ:
— Πώς μερικές μαύρες τρύπες γίνονται τόσο μεγάλες; Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να έχει μια απάντηση
– Το λαμπρότερο κβάζαρ που έχει δει ποτέ τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα που τρώει «έναν ήλιο την ημέρα».
—Τα «αστέρια της grava» που μοιάζουν με μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να στοιβάζονται σαν ρωσικές κούκλες τσαγιού
Ωστόσο, το σύστημα Gaia-BH3 είναι πιθανό να έχει μεγάλο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες όχι μόνο λόγω της εγγύτητάς του στη Γη και της μάζας της μαύρης τρύπας της.
Το αστέρι σε αυτό το σύστημα είναι ένας υπογίγαντας περίπου πέντε φορές το μέγεθος του Ήλιου και 15 φορές πιο φωτεινό, αν και πιο ψυχρό και λιγότερο πυκνό από το άστρο μας. Το συντροφικό αστέρι Gaia-BH3 αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, τα δύο ελαφρύτερα στοιχεία στο σύμπαν, χωρίς βαρύτερα στοιχεία που οι αστρονόμοι (κάπως μπερδεμένα) αποκαλούν «μέταλλα».
Το γεγονός ότι αυτό το αστέρι είναι «φτωχό σε μέταλλα» υποδηλώνει ότι το αστέρι που κατέρρευσε και πέθανε για να σχηματίσει τη Γαία-ΒΗ3 έλειπε επίσης βαρύτερα στοιχεία. Τα φτωχά σε μέταλλα αστέρια πιστεύεται ότι χάνουν περισσότερη μάζα κατά τη διάρκεια της ζωής τους από τα αντίστοιχα πλούσια σε μέταλλα. Αυτό αφήνει τους επιστήμονες να αναρωτιούνται αν μπορούν να διατηρήσουν αρκετή μάζα για να δημιουργήσουν μαύρες τρύπες. Το Gaia-BH3 είναι η πρώτη ένδειξη ότι τα φτωχά σε μέταλλα αστέρια μπορούν πραγματικά να το κάνουν αυτό.
«Η επόμενη έκδοση δεδομένων της Gaia αναμένεται να περιέχει πολύ περισσότερα, τα οποία θα μας βοηθήσουν να «δούμε» περισσότερα από το «Matrix» και να κατανοήσουμε πώς σχηματίζονται αδρανείς αστρικές μαύρες τρύπες», κατέληξε ο Seabroke.
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε σήμερα (16 Απριλίου) στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics.