Ανακάλυψαν μαυρη τρυπα με την πιο βαριά αστρική μαζα

Μαύρη τρύπα είναι μια συγκέντρωση μάζας σημαντικά μεγάλης ώστε η δύναμη της βαρύτητας να μην επιτρέπει σε οτιδήποτε να ξεφεύγει από αυτή, παρά μόνο μέσω κβαντικής συμπεριφοράς. Το βαρυτικό πεδίο είναι τόσο δυνατό, ώστε η ταχύτητα διαφυγής κοντά του ξεπερνά την ταχύτητα του φωτός. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα ότι τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας, εξ ου και η λέξη «μαύρη». Ο όρος μαύρη τρύπα (black hole) είναι ευρύτατα διαδεδομένος και επινοήθηκε το 1967 από τον Αμερικανό αστρονόμο και θεωρητικό φυσικό John Wheeler. Δεν αναφέρεται σε τρύπα με τη συνήθη έννοια, αλλά σε μια περιοχή του χώρου από την οποία τίποτα δεν μπορεί να επιστρέψει.

Μία "μαύρη τρύπα" είναι το σημείο εκείνο του διαστήματος, όπου κάποτε υπήρχε ο 'πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου'. Ένας πυρήνας που περιείχε περισσότερα υλικά από δυόμισι ηλιακές μάζες και ο οποίος στην τελική φάση της εξέλιξης του άστρου έχασε την πάλη του ενάντια στη βαρύτητα, με αποτέλεσμα τα υλικά του να καταρρεύσουν και να συμπιεστούν περισσότερο ακόμη και από τα υλικά ενός άστρου νετρονίων. Αν μπορούσαμε να συμπιέσουμε τη Γη μας ολάκερη στο μέγεθος ενός κερασιού, θα την είχαμε μετατρέψει σε μία "μαύρη τρύπα". Φυσικά δεν υπάρχει καμία γνωστή διαδικασία που θα μπορούσε να μετατρέψει τη Γη ή και τον Ήλιο ακόμη, σε "μαύρη τρύπα".

Οι μαύρες τρύπες προβλέπονται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας. Σύμφωνα με την κλασική γενική σχετικότητα, ούτε ύλη ούτε πληροφορίες μπορούν να κινηθούν από το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας προς έναν εξωτερικό παρατηρητή. Για παράδειγμα δεν μπορεί κάποιος να πάρει δείγμα του υλικού της, ή να δεχτεί την αντανάκλαση από μια φωτεινή πηγή (π.χ. φακό), ούτε να πάρει πληροφορίες για το υλικό από το οποίο αποτελείται η μαύρη τρύπα. Κβαντομηχανικά φαινόμενα μπορούν να επιτρέψουν σε ύλη και ενέργεια να δραπετεύσουν από μαύρες τρύπες. Εικάζεται, όμως, ότι η φύση τους δεν εξαρτάται από αυτά που έχουν εισέλθει στη μαύρη τρύπα κατά το παρελθόν. Αυτό σημαίνει ότι στις μαύρες τρύπες έχουμε απώλεια πληροφορίας σε σχέση με το είδος των σωματιδίων (τα μόνα χαρακτηριστικά που «διατηρεί στη μνήμη» η μαύρη τρύπα είναι η μάζα και το φορτίο της απορροφημένης ύλης)

Η Γενική θεωρία της Σχετικότητας όχι μόνο λέει ότι οι μαύρες τρύπες ή αλλιώς μελανές οπές μπορούν να υπάρξουν, αλλά προβλέπει ότι σχηματίζονται στη φύση οποτεδήποτε συγκεντρώνεται σε ένα δεδομένο χώρο επαρκής ποσότητα μάζας, μέσω μιας διαδικασίας που καλείται βαρυτική κατάρρευση. Για παράδειγμα, αν συμπυκνώσουμε τον Ήλιο σε μια ακτίνα τριών χιλιομέτρων, περίπου στα τέσσερα εκατομμυριοστά του τωρινού του μεγέθους, θα μετατραπεί σε μαύρη τρύπα. Όσο η μάζα μέσα σε μία συγκεκριμένη περιοχή μεγαλώνει, η βαρύτητα γίνεται δυνατότερη – ή στη γλώσσα της σχετικότητας, ο χώρος γύρω της όλο και παραμορφώνεται. Όταν η ταχύτητα διαφυγής σε μια συγκεκριμένη απόσταση από το κέντρο φτάσει την ταχύτητα του φωτός, σχηματίζεται ένας ορίζοντας γεγονότων μέσα στον οποίο ύλη και ενέργεια αναπόφευκτα καταρρέουν σε ένα μοναδικό σημείο, σχηματίζοντας μια μοναδικότητα.

Μια ποσοτική ανάλυση αυτής της ιδέας οδήγησε στην πρόβλεψη ότι ένα άστρο που έχει περίπου τρεις φορές τη μάζα του ήλιου στο τέλος της εξέλιξης του (συνήθως άστρο νετρονίων), σχεδόν σίγουρα θα συρρικνωθεί μέχρι το κρίσιμο εκείνο μέγεθος που χρειάζεται για να υποστεί βαρυτική κατάρρευση. Μόλις αρχίσει, η κατάρρευση, δεν μπορεί να διακοπεί από καμία φυσική δύναμη και σχηματίζεται μια μαύρη τρύπα.
Οι επιστήμονες λένε ότι υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες μαύρων τρυπών. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που έχουν μια μάζα εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές εκείνης του ήλιου και βρίσκονται στον πυρήνα των περισσότερων γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας. Ένα κβάζαρ είναι ένα είδος υπερμεγέθους μαύρης τρύπας. Οι αστρικές μαύρες τρύπες περιέχουν μια μάζα περίπου δέκα ήλιων. Αυτές δημιουργούνται από την κατάρρευση του πυρήνα πολύ μεγάλων άστρων. Ο Γαλαξίας μας πιθανά περιέχει εκατομμύρια τέτοιων μαύρων οπών.

Για να έρθουμε στο θέμα που απασχολεί τους επιστήμονες και στα σημερινά νέα.
Χρησιμοποιώντας οι αστρονομοι το Chandra X-Ray Observatory,ανακάλυψαν την μαυρη τρυπα με την πιό μαζική αστρική μάζα,που ζυγίζει 15,7 φορες την μάζα του Ηλιου κρυμμενη σε κοντινο γαλαξία.

Ο M33 (βλεπε φωτο) είναι ένας σχετικά κοντινός γαλαξίας,που βρίσκεται μόνο 3 εκατομμύρια έτη φωτος από την Γη.


Αυτη η πρόσφατη ανακάλυψη έχει ονομαστεί ως M33 X-7.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το Chandra X-Ray Observatory αλλα και το τηλεσκόπιο Gemini στο Mauna Kea,ήταν σε θέση να καθορίσουν ακριβώς τη μάζα της μαύρης τρύπας επειδη ήταν στην πραγματικότητα σε διπλό σύστημα.
Ο διπλός συνεργατης του ηταν επισης ασυνήθιστος,ενα αστερι 70 φορες τη μαζα του Ηλιου.
Το M33 X-7 βαζει σε τροχιά το συνοδευτικό αστέρι του κάθε 3,5 μερες,περνώντας εν συντομία πίσω από αυτό.Αυτό εμποδίζει το χείμαρρο των ακτίνων X που ρέει από το περιβάλλον γύρω από τη μαύρη τρύπα,έτσι ώστε οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να υπολογίσουν την τροχιά του .Μόλις μπόρεσαν να υπολογίσουν τις τροχιές των δύο διπλών αντικειμένων,ηταν σχετικά απλό να υπολογίσουν τις αντίστοιχες μάζες τους.
Η μοίρα του συνοδευτικού αστρου τελικα θα ταιριαξει με αυτη του συνεργατη του.
"Αυτο ειναι ενα τεράστιο αστέρι που συνοδευεται από μια τεράστια μαύρη τρύπα." ειπε ο Jeffrey McClintock,ενας απο τους συγγραφείς του Harvard-Smithsonian Center για Αστροφυσική στο Cambridge.
"Τελικα,το αστρο συνοδος,θα παει και αυτο για σουπερνοβα,και μετα θα εχουμε ενα ζευγαρι απο μαυρες τρυπες."Αν και η μαύρη τρύπα έχει τη λιγότερη μάζα σήμερα,πρέπει να έχει αρχίσει με περισσότερη.Με περισσοτερη μαζα,στο αρχικό αστρο,θα είχε καταναλώσει τα καύσιμά του γρηγορότερα, και θα είχε πυροδοτήσει ως σουπερνόβα νωρίτερα.
Εν τουτις,ειναι ενας γρίφος.Πριν διαμορφοθει η μαυρη τρυπα,τα δυο αστρα δεν θα μπορουσαν να ειναι σε τροχια τοσο κοντα.
Στην πραγματικότητα, θα είχαν μπει σε τροχιά ο ένας μέσα στον άλλο.Αυτο σημαινει οτι κάποτε ηταν χώρια,και η διαδικασια να εχουν απο κοινου την εξωτερική ατμοσφαιρα τους,εφερε τις τροχιές τους πιο κοντά.

Πηγή:Universe Today
Μεταφραση-Αποδοση:Δικια μου