Κατά καιρούς βλέπουμε ορισμένα πολύ περίεργα φαινόμενα στο διάστημα, όμως τώρα έχουμε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που κινείται με μεγάλη ταχύτητα στο διάστημα, σα να έχει αργήσει στο ραντεβού της. Είναι η πρώτη φορά που επιβεβαιώνεται ένα φαινόμενο σαν αυτό, δηλαδή μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα, με μάζα 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου να κινείται μόνη της με τόσο μεγάλη ταχύτητα. Συγκεκριμένα, φαίνεται πως με κάποιο τρόπο διέφυγε από τον Γαλαξία που την περιέβαλε και κινείται με ταχύτητα 954 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ή 3.434.400 χιλιομέτρων την ώρα!
Φυσικά δεν είναι το ταχύτερο αντικείμενο που έχουμε δει στο Σύμπαν, όμως είναι το πρώτο αντικείμενο που βλέπουμε με τόσο μεγάλη μάζα, να κινείται τόσο γρήγορα. Το βασικό ερώτημα όμως που παραμένει αναπάντητο είναι η αιτία που η μαύρη τρύπα δέχθηκε ένα τόσο μεγάλο λάκτισμα, ώστε να αποσπαστεί από το περιγαλαξιακό μέσο της!
Η μαύρη τρύπα, που πλέον φέρει το όνομα RBH-1, ανιχνεύθηκε πρώτη φορά το 2023, σαν ένα τεράστιο αντικείμενο που ταξιδεύει 7.5 δισεκατομμύρια χρόνια στο διάστημα, με ένα κύμα μπροστά της και μια τεράστια ουρά από υλικά σχηματισμού αστεριών πίσω της, που εκτείνεται σε μια απόσταση 200.000 ετών φωτός.
Το 2023 είχαμε τα πρώτα στοιχεία που έδειχναν πως η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα είχε διαφύγει από κάπου. ώρα, αυτό έχει επιβεβαιωθεί σε επόμενες παρατηρήσεις, με επικεφαλής τον αστροφυσικό Pieter van Dokkum του Πανεπιστημίου Yale και χρησιμοποιώντας το όργανο NIRSpec εγγύς υπέρυθρου του JWST. Η RBH-1 όντως εκτοξεύτηκε από τα όρια του γαλαξία της στον διαγαλαξιακό χώρο.
Το πως έγινε αυτό είναι ακόμα πιο εντυπωσιακό. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως αυτό που έδωσε την ώθηση στην RBH-1 ήταν η βαρυτική ανάκρουση από μια συγχώνευση υπερμεγέθων μαύρων τρυπών.
«Αυτά τα αποτελέσματα», γράφουν σε μια προδημοσίευση που ανέβηκε στο arXiv, «επιβεβαιώνουν ότι το ίχνος τροφοδοτείται από μια υπερηχητική, δραπέτευτη, υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, μια προβλεπόμενη συνέπεια της ανάκρουσης των βαρυτικών κυμάτων ή της εκτίναξης πολλαπλών σωμάτων από τους γαλαξιακούς πυρήνες».
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συνυπάρχουν όπως οι αράχνες και οι ιστοί τους. Οι γαλαξίες δημιουργούνται γύρω από αυτές τις μαύρες τρύπες και αναπτύσσονται, με την εξέλιξή τους να διαμορφώνεται από την βαρύτητα και την συμπεριφορά των τεράστιων μαύρων τρυπών στο κέντρο τους.
Αυτό όμως δεν σημαίνει πως οι μαύρες τρύπες είναι υποχρεωμένες να μείνουν στο ίδιο σημείο. Σύμφωνα με τη θεωρία, μια μεγάλη διαταραχή μπορεί να τις εκτοπίσει και να τις στείλει στον διαγαλαξιακό χώρο. Εκεί, στο απόλυτο καινό, περιπλανούνται στο Σύμπαν, ενώ ένα μικρό νέφος ύλης, την ακολουθά. Πρόκειται για την ύλη από την οποία δημιουργούνται τα ηλιακά συστήματα!
Για πάρα πολλά χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν καταφέρει να συγκεντρώσουν πολλά δεδομένα για αυτόν το μηχανισμό. Έχουμε δει κέντρα γαλαξιών να εκτοξεύονται, έναν γαλαξία με μια δεύτερη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στα περίχωρά του, μέχρι και έναν γαλαξία που δεν έχει καθόλου μαύρη τρύπα στο κέντρο του.
Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, πρέπει να υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στο Σύμπαν, που παραμονεύουν στο σκότος του διαγαλαξιακού χώρο για τα επόμενα θύματά τους. Χωρίς ύλη γύρω τους για να ρουφήξουν, δεν παράγεται ακτινοβολία λόγω της μεγάλη τριβής και είναι αόρατες στο ορατό φάσμα του φωτός.
Για να επιβεβαιώσουν εάν η RBH-1 είναι πράγματι αυτό που φαινόταν στις αρχικές παρατηρήσεις, ο van Dokkum και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν το JWST για να χαρτογραφήσουν την κατανομή της ταχύτητας κατά μήκος του τοξοειδούς κρουστικού κραδασμού μπροστά από τη μαύρη τρύπα καθώς αυτή εισχωρεί και συμπιέζει το περιγαλαξιακό μέσο – το αραιό αέριο και τη σκόνη που περιβάλλει τον γαλαξία που την φιλοξενεί.
Μάλιστα, όλη η δομή, δηλαδή το κρουστικό τοξοειδές κύμα, η ίδια η μαύρη τρύπα και το ίχνος σχηματισμού άστρων πίσω της, έχουν μια κλίση προς το μέρος μας, με την μαύρη τρύπα να είναι πιο κοντά σε εμάς, από ότι το ίχνος πίσω της. Με αυτό τον τρόπο οι επιστήμονες κατάφεραν να μετρήσουν το φως από το καυτό αέριο του κρουστικού κύματος μπροστά της.
Όταν κάτι κινείται προς το μέρος μας, το μήκος κύματος του φωτός του συμπιέζεται ελαφρώς προς το πιο μπλε άκρο του φάσματος – ένα φαινόμενο γνωστό ως μετατόπιση προς το μπλε . Οι ερευνητές μέτρησαν τη μετατόπιση προς το μπλε μπροστά και πίσω από το τόξο και βρήκαν μια απότομη διαφορά ταχύτητας.
Αστρονόμοι κατέγραψαν για πρώτη φορά μαύρη τρύπα να στρίβει τον χωροχρόνο
Έτσι, η συνολική δομή μπορεί να δημιουργηθεί μόνο από ένα αντικείμενο μεγάλης ταχύτητας και συγκεκριμένα 954 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ή το 0.32% της ταχύτητας του φωτός.
Όπως είναι λογικό, οι επιστήμονες αναρωτήθηκαν πως γίνεται να συμβαίνουν όλα αυτά. Στην εργασία τους για την ανακάλυψη της μαύρης τρύπας, προτείνουν πως ο μηχανισμός πίσω από αυτό ήταν μια ισχυρή βαρυτική αλληλεπίδραση τριών σωμάτων μεταξύ τριών υπερμεγέθων μαύρων τρυπών, που ενώθηκαν όταν συγχωνεύτηκαν οι γαλαξίες τους.
Με τις πολύ πιο ακριβείς μετρήσεις του James Webb, θεωρούν πως η πιο πιθανή εξήγηση είναι να συγχωνεύτηκαν οι δύο από τις τρεις μαύρες τρύπες, όταν συγχωνεύτηκαν οι γαλαξίες που τις φιλοξενούσαν. Όταν συγκρούστηκαν οι δύο πρώτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και σχημάτισαν μια ακόμα μεγαλύτερη, η ασύμμετρη απελευθέρωση βαρυτικής ενέργειας προκάλεσε μια ανάκρουση που έστειλε την νεοσχηματισμένη μαύρη τρύπα μακριά.
Η μετρούμενη ταχύτητα του RBH-1 και η μάζα του γαλαξία που άφησε πίσω του είναι απολύτως συμβατές με τα μοντέλα αυτής της διαδικασίας.
«Ονομάζουμε το αντικείμενο RBH-1, αναγνωρίζοντας ότι είναι η πρώτη επιβεβαιωμένη υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που έχει διαφύγει», γράφουν οι ερευνητές.
«Το RBH-1 αποτελεί εμπειρική επικύρωση της 50ετούς πρόβλεψης ότι οι υπερμεγέθεις αστέρες (SMBH) μπορούν να διαφύγουν από τους γαλαξίες που τις φιλοξενούν, μέσω της ανάκρουσης των βαρυτικών κυμάτων ή μέσω αλληλεπίδρασης τριών σωμάτων.»
Η μελέτη είναι διαθέσιμη στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
