Μαύρες Τρύπες

[Δροσος Γεωργιος]

Καραγράφηκαν για πρώτη φορά ενδείξεις περιστροφής μιας μαύρης τρύπας.

Πρόκειται για την μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία Messier 87 – την πρώτη μαύρη τρύπα στην ιστορία της αστρονομίας που φωτογραφήθηκε

Το περιβάλλον της τερατώδης μαύρης τρύπας στην καρδιά του γαλαξία M87

Ο γαλαξίας Messier 87 (Μ87) βρίσκεται 55 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη και φιλοξενεί στο κέντρο του μια μαύρη τρύπα με μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την μάζα του ήλιου μας. Μετά την επιτυχία της απεικόνισης του περιβάλλοντας αυτής της μαύρης τρύπας από το παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων Event Horizon, τέθηκε το ζήτημα για το αν η εν λόγω η μαύρη τρύπα περιστρέφεται ή όχι;Σύμφωνα με την πρόσφατη δημοσίευση στο περιοδικό Nature, η ανάλυση των παρατηρήσεων του Event Horizon, από το 2000 έως το 2022 έδειξε ότι η μαύρη τρύπα πράγματι περιστρέφεται. Γύρω από την μαύρη τρύπα σχηματίζεται ένας δίσκος συσσώρευσης αερίων και σκόνης. Μέρος του υλικού αυτού προορίζεται να καταλήξει στη μαύρη τρύπα και να εξαφανιστεί για πάντα. Όμως, ένα άλλο τμήμα του εκτοξεύεται από τους πόλους της μαύρης τρύπας με ταχύτητα μεγαλύτερη από το 99,99% της ταχύτητας του φωτός. Τα έως τώρα θεωρητικά μοντέλα υποδείκνυαν πως η περιστροφή αυτή της μαύρης τρύπας ευθύνεται γι αυτό το φαινόμενο. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως φορτισμένα σωματίδια στον δίσκο παράγουν πανίσχυρο μαγνητικό πεδίο και ότι, καθώς η μαύρη τρύπα περιστρέφεται, παρασύρει το πεδίο μαζί της. Όπως τονίζει ο δρ Ziri Younsi, αστροφυσικός στο UCL, η περιστροφή μιας μαύρης τρύπας θα μπορούσε, στο μέλλον, να δώσει πληροφορίες για τα κατακλυσμικά γεγονότα που οδήγησαν στον σχηματισμό της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας. Το γεγονός ότι περιστρέφεται υποδεικνύει πως κάτι πολύ τρελό συνέβη στο παρελθόν. Πως κάποια στιγμή στην ιστορία του, συνέβη κάτι πολύ βίαιο.

πηγή: https://www.kathimerini.gr/life/science/562641136/ayto-to-teras-peristrefetai-katagrafike-gia-proti-fora-mia-peridinoymeni-mayri-trypa/ – https://www.theguardian.com/science/2023/sep/27/first-evidence-of-spinning-black-hole-detected-by-scientists

 

[Δροσος Γεωργιος]

Ανακαλύφθηκαν οι κοντινότερες στη Γη σούπερ μαύρες τρύπες στα συντρίμμια σύγκρουσης γαλαξιών.

Εικόνα της σύγκρουσης των δύο γαλαξιών όπου βρίσκονται οι δύο μαύρες τρύπες.πηγή φωτό. (International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA)

Εντυπωσιακό εύρημα με πολλών ειδών επιστημονικές προεκτάσεις.Αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα δίδυμο γιγάντιων μαύρων τρυπών τεράτων που κρύβονταν μέχρι σήμερα στα συντρίμμια μιας κοσμικής σύγκρουσης που συνέβη μεταξύ δύο σπειροειδών γαλαξιών πριν από περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Οι δύο μαύρες τρύπες βρίσκονται περίπου 90 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας και είναι οι κοντινότερες στη Γη υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.Η ερευνητική ομάδα αναγνώρισε αυτό το δυαδικό σύστημα υπερμεγέθων μαύρων τρυπών καθώς μελετούσε το χαοτικό περιβάλλον της συγχώνευσης των δύο γαλαξιών που είναι ένα φαινόμενο με την κωδική ονομασία NGC 7727. Οι ερευνητές έκαναν τις παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο Gemini South που βρίσκεται στην ξηρή ατμόσφαιρα του βουνού Cerro Pachón στις Χιλιανές Άνδεις.Η τρέχουσα κατάσταση του NGC 7727 παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους αστρονόμους, επειδή μας προσφέρει μια υπόδειξη για το πώς θα μοιάζει ο Γαλαξίας σε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν θα συγκρουστεί με τον γαλαξία της Ανδρομέδας που είναι και ο μεγαλύτερος γαλαξίας του Τοπικού Σμήνους, της ομάδας γαλαξιών που ανήκει ο γαλαξίας μας . Προς το παρόν η Ανδρομέδα βρίσκεται περίπου 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τον γαλαξία μας.Οι δύο μαύρες τρύπες φαίνεται βρίσκονται σε τροχιά η μία γύρω από την άλλη και υπολογίζεται ότι η μια έχει μάζα 154 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου και η άλλη 6,3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη μάζα. Επί του παρόντος οι ερευνητές λένε ότι οι μαύρες τρύπες απέχουν περίπου 1,600 έτη φωτός μεταξύ τους, αλλά τελικά, όπως και οι μητρικοί γαλαξίες τους, θα συγκρουστούν και θα συγχωνευθούν. Κατά τη συγχώνευση, θα δημιουργήσουν μια ακόμη ισχυρότερη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με το σύνολο των συνδυασμένων μαζών τους.Όπως είναι ευνόητο το ζευγάρι αυτό θα αποτελέσει πλέον στόχο των επιστημόνων αφού θα θέλουν να παρατηρήσουν τα διάφορα κοσμικά φαινόμενα που θα παράγονται από τις αλληλεπιδράσεις των δύο μαύρων τρυπών που μπορεί να ρίξουν νέο φως στους μηχανισμούς και τη φύση των πιο μυστηριωδών διαστημικών αντικειμένων του Σύμπαντος.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/1530308/anakalyfthikan-oi-kontinoteres-sti-gi-soyper-mayres-trypes-sta-syntrimmia-sygkroysis-galaxion/

[Δροσος Γεωργιος]

Η ιλιγγιώδης περιστροφή της μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Η ταχύτητα της ιδιο-περιστροφής της πλησιάζει την μέγιστή δυνατή τιμή.

Είναι δύσκολο να βρούμε ένα αντικείμενο στο σύμπαν που να μην περιστρέφεται. Γαλαξίες, άστρα, πλανήτες, δορυφόροι, αστεροειδείς περιστρέφονται γύρω από τους άξονές τους. Ακόμη και οι μαύρες τρύπες περιστρέφονται. Και για οτιδήποτε περιστρέφεται, υπάρχει ένας μέγιστος ρυθμός με τον οποίο μπορεί να περιστραφεί. Η μαύρη τρύπα στον γαλαξία μας περιστρέφεται σχεδόν με αυτόν τον μέγιστο ρυθμό.Για αντικείμενα όπως η Γη, ο μέγιστος ρυθμός περιστροφής καθορίζεται από την ένταση του βαρυτικού πεδίου στην επιφάνειά της. Το «βάρος» που νιώθουμε ενώ στεκόμαστε στη Γη δεν οφείλεται μόνο στη βαρυτική έλξη της Γης. Η βαρύτητα μας έλκει προς το κέντρο του πλανήτη μας, αλλά η περιστροφή της Γης τείνει επίσης να μας απομακρύνει έξω από τη Γη. Αυτή η «φυγόκεντρη» δύναμη είναι μικρή, αλλά εξαιτίας της το βάρος μας στον ισημερινό είναι λίγο μικρότερο από ό,τι στον βόρειο ή τον νότιο πόλο.Με μία πλήρη περιστροφή ανά 24 ώρες, η διαφορά βάρους ενός σώματος στον ισημερινό, σε σχέση με το βάρος που βρίσκουμε στους πόλους είναι μόλις 0,3%. Αλλά όταν η ταχύτητα περιστροφής είναι μεγαλύτερη, π.χ. στον Κρόνο όπου πραγματοποιείται μία πλήρης περιστροφή ανά 10 ώρες η διαφορά αυξάνεται στο 19%. Γι αυτό ο Κρόνος είναι λίγο πεπλατυσμένος στον ισημερινό του. Τώρα φανταστείτε έναν πλανήτη να περιστρέφεται τόσο γρήγορα που η διαφορά να γίνει 100%. Σ’ αυτή την περίπτωση η φυγόκεντρος δύναμη στον ισημερινό εξουδετερώνει την βαρυτική έλξη του πλανήτη. Κι αν η περιστροφή ήταν γρηγορότερη, ο πλανήτης θα διαλυόταν. Πιθανότατα η διάλυση να γινόταν και με πιο αργό ρυθμό περιστροφής, αλλά αυτός είναι σαφώς ο μέγιστος δυνατός ρυθμός περιστροφής.Για τις μαύρες τρύπες τα πράγματα είναι κάπως διαφορετικά. Οι μαύρες τρύπες δεν είναι αντικείμενα με φυσική επιφάνεια. Δεν είναι κατασκευασμένα από υλικό που θα μπορούσε να διασπαστεί. Αλλά εξακολουθούν να έχουν έναν μέγιστο ρυθμό περιστροφής. Οι μαύρες τρύπες παραμορφώνουν τον χώρο και τον χρόνο στο περιβάλλον τους. Ο ορίζοντας γεγονότων της μαύρης τρύπας σηματοδοτεί το σημείο μη επιστροφής για κάποιο αντικείμενο που βρίσκεται στην γειτονιά της, αλλά δεν είναι μια φυσική επιφάνεια.

Οι συνέπειες της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας ήταν άγνωστες ως τα τέλη της δεκαετίας του 1960. Οι φυσικές της ιδιότητες εμπεριέχονται στα μαθηματικά της λύσης Kerr. O Brandon Carter, μαθητής του Dennis Sciama στο Πανεπιστήμιο του Καίμπριτζ, ανακάλυψε ότι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες ιδιότητες της περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας ήταν ο στροβιλισμός που δημιουργεί η τρύπα στο γύρω χώρο της. Ο στροβιλισμός αυτός απεικονίζεται στο διάγραμμα εμβάπτισης του παραπάτω σχήματος (διαβάστε σχετικά: Τι σημαίνει ιδιοπεριστροφή μιας μαύρης τρύπας;)

Η περιστροφή μιας μαύρης τρύπας δεν ορίζεται από την ιδιοπεριστροφή της φυσικής μάζας, αλλά μάλλον από τη συστροφή του χωροχρόνου γύρω της. Όταν αντικείμενα όπως η Γη περιστρέφονται, παρασύρουν ελάχιστα και το χώρο γύρω τους. Το φαινόμενο αναφέρεται συνήθως «παράσυρση πλαισίου αναφοράς». Η περιστροφή μιας μαύρης τρύπας καθορίζεται από μια τέτοια συστροφική διαστρέβλωση του χωροχρόνου γύρω της. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένα ανώτερο όριο σε αυτη την συστροφή λόγω των εγγενών ιδιοτήτων του χώρου και του χρόνου. Στις εξισώσεις της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, το σπιν μιας μαύρης τρύπας μετριέται με μια ποσότητα γνωστή ως παράμετρος σπιν , όπου το  παίρνει τιμές από 0 έως 1. Αν μια μαύρη τρύπα δεν έχει σπιν, τότε , κι αν έχει τον μέγιστο ρυθμό περιστροφής της, τότε .Οι ερευνητές Daly, Ruth A., et al, σε μια πρόσφατη δημοσίευση με τίτλο: “New Black Hole Spin Values for Sagittarius A* Obtained with the Outflow Method”, διερευνούν την περιστροφή της υπερμαζικής μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας. Η ερευνητική ομάδα εξέτασε τις ραδιοφωνικές εκπομπές και τις ακτίνες Χ από την μαύρη τρύπα για να εκτιμήσει την περιστροφή της. Εξαιτίας της «παράσυρσης πλαισίου αναφοράς» του χωροχρόνου κοντά στη μαύρη τρύπα, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από την ύλη που βρίσκεται στη γειτονιά της παραμορφώνεται. Παρατηρώντας την ένταση του φωτός σε διάφορα μήκη κύματος, υπολογίστηκε η τιμή του μεγέθους : . Aυτό σημαίνει η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας περιστρέφεται απίστευτα γρήγορα – στο πάνω όριο της εκτιμώμενης περιστροφής από τις μετρήσεις, φτάνει σχεδόν στον μέγιστο ρυθμό περιστροφής. Ξεπερνάει και τον τον ρυθμό περιστροφής της υπερμαζικής μαύρης τρύπας στον γαλαξία M87, όπου το  εκτιμάται μεταξύ 0,89 και 0,91.

πηγή: https://www.universetoday.com/163924/the-milky-ways-black-hole-is-spinning-as-fast-as-it-can/

[Δροσος Γεωργιος]

Ανακαλύφθηκε η αρχαιότερη μαύρη τρύπα.

Κοσμικός γίγαντας 13,2 δισ. ετών

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν την αρχαιότερη μαύρη τρύπα που έχει παρατηρηθεί ποτέ, έναν κοσμικό «γίγαντα» που σχηματίστηκε μόλις (!) 470 εκατ. χρόνια μετά το Big Bang. Τα αστρονομικά αυτά ευρήματα από τα διαστημικά τηλεσκόπια της NASA, James Webb και Chandra X-Ray, που δημοσιεύτηκαν χθες, Δευτέρα, στο επιστημονικό περιοδικό Nature Astronomy επιβεβαιώνουν αυτό που μέχρι σήμερα αποτελούσε μόνο θεωρία, πως οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες υπήρξαν από την απαρχή του σύμπαντος. Και δεδομένου του ότι το σύμπαν είναι 13,7 δισ. χρόνων, η ηλικία της γιγάντιας αυτής μαύρης τρύπας εκτιμάται στα 13,2 δισ. χρόνια! Εξίσου εντυπωσιακό με την ηλικία της ήταν το μέγεθος της συγκεκριμένης μαύρης τρύπας, που είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από εκείνη του δικού μας γαλαξία. Πιστεύεται πως ζυγίζει από 10% έως 100% της μάζας όλων των άστρων του γαλαξία στον οποίο ανήκει, εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας Ακος Μπογκντάν από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, «αναλογία που ούτε κατά διάνοια πλησιάζει εκείνη της μαύρης τρύπας στον γαλαξία μας ή σε άλλους κοντινούς γαλαξίες που υπολογίζεται σε 0,1%» διευκρίνισε. Οι ερευνητές εκτιμούν πως η μαύρη τρύπα σχηματίστηκε από κολοσσιαία νέφη αερίων που κατέρρευσαν σε διπλανό γαλαξία, με αποτέλεσμα δύο γαλαξίες να συγχωνευτούν και η μαύρη τρύπα να κυριαρχήσει. Το γεγονός, δε, πως την εντόπισε το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra μέσω ακτίνων Χ επιβεβαιώνει «χωρίς αμφιβολία ότι πρόκειται για μαύρη τρύπα», σύμφωνα με την Πριγιαμβάντα Ναταρατζάν από το Γέιλ, καθώς «με τις ακτίνες Χ στην πραγματικότητα καταγράφεται το αέριο που έλκεται βαρυτικά μέσα στη μαύρη τρύπα, επιταχύνεται και αρχίζει να λάμπει στις ακτίνες Χ». Τα δύο διαστημικά τηλεσκόπια εντόπισαν το αντικείμενο με τη χρήση του λεγόμενου βαρυτικού φακού (gravitational lensing), μια τεχνική που ουσιαστικά μεγέθυνε την περιοχή του UHZ1 – του γαλαξία δηλαδή όπου βρίσκεται η μαύρη τρύπα. Για να το κάνουν αυτό, τα τηλεσκόπια χρησιμοποίησαν το φως από ένα πολύ πιο κοντινό σμήνος γαλαξιών, σε απόσταση μόλις 3,2 δισ. ετών φωτός από τη Γη.«Είναι ένα αρκετά αμυδρό αντικείμενο, και χάρη στην τύχη, η φύση το μεγέθυνε για εμάς», δήλωσε η Ναταρατζάν.Η ανακάλυψη αυτή ίσως βοηθήσει στην επίλυση ενός κοσμικού μυστηρίου για τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που πιστεύεται πως σχηματίστηκαν σε μικρούς γαλαξίες από την πρώιμη εποχή του σύμπαντος, όχι πολύ μετά τη Μεγάλη Εκρηξη. Οι μαύρες τρύπες εμφανίζονται σε δύο μορφές: αστρικής μάζας και υπερμεγέθεις. Οι πρώτες ενδέχεται να έχουν δεκαπλάσια έως εκατονταπλάσια τη μάζα του Ηλιου. Οι δεύτερες μπορεί να είναι εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες. 

 https://www.kathimerini.gr/life/science/562713880/anakalyfthike-i-archaioteri-mayri-trypa-kosmikos-gigantas-13-2-dis-eton/ – https://www.nasa.gov/missions/chandra/nasa-telescopes-discover-record-breaking-black-hole/?utm_source=TWITTER&utm_medium=NASA&utm_campaign=NASASocial&linkId=246526078