Μαύρες Τρύπες

[Δροσος Γεωργιος]

Δύο γιγάντιες μαύρες τρύπες ετοιμάζονται να συγκρουστούν και το κοσμικό ωστικό κύμα θα φτάσει στη Γη.

Αστρονόμοι ενδέχεται να ανακάλυψαν ένα ζεύγος μαύρων τρυπών που εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας και σπειροειδώς πλησιάζουν προς μια γιγαντιαία σύγκρουση οι επιπτώσεις της οποίας ίσως γίνουν αισθητές μέσα στον επόμενο αιώνα στη διαστημική μας γειτονιά.Χρησιμοποιώντας δεδομένα από ραδιοτηλεσκόπια που συλλέχθηκαν επί δεκαετίες η ερευνητική ομάδα μελέτησε ένα εξαιρετικά φωτεινό αντικείμενο, το οποίο προηγουμένως θεωρούνταν μπλάζαρ, δηλαδή τον λαμπρό πυρήνα ενός γαλαξία που συνήθως τροφοδοτείται από μια μαύρη τρύπα, σε απόσταση περίπου 500 εκατομμυρίων ετών φωτός από το ηλιακό μας σύστημα.Οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν έναν κρυφό πίδακα ενέργειας υποδεικνύοντας ότι το αντικείμενο είναι στην πραγματικότητα δύο μαύρες τρύπες που βρίσκονται κοντά σε σύγκρουση πιθανώς σε λιγότερο από 100 χρόνια. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».

Η ανακάλυψη

Τα μπλάζαρ είναι από τα πιο φωτεινά αντικείμενα στο σύμπαν. Ανήκουν στους ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες και συνήθως τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες εκπέμποντας πίδακες ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας προς τη Γη. Κανονικά, ένας μόνο πίδακας προέρχεται από μία μαύρη τρύπα.Ωστόσο στην περίπτωση του μπλάζαρ στο γαλαξία Markarian 501 τα δεδομένα δεν ταίριαζαν. Οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει διαφορετικούς προσανατολισμούς του πίδακα γεγονός που δημιουργούσε αμφιβολίες για την ύπαρξη μιας μόνο μαύρης τρύπας.Για να διερευνήσουν το φαινόμενο ανέλυσαν περισσότερα από 83 σύνολα δεδομένων από το Very Long Baseline Array ένα διεθνές δίκτυο 10 ραδιοτηλεσκοπίων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι εκτός από έναν κύριο πίδακα υπάρχει και ένας δεύτερος που περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του μπλάζαρ. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι κάθε πίδακας τροφοδοτείται από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με μάζα από 100 εκατομμύρια έως 1 δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.

Το φαινόμενο του «δακτυλίου Αϊνστάιν»

Τον Ιούνιο του 2022, οι δύο μαύρες τρύπες ευθυγραμμίστηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε η βαρύτητα της πρώτης να καμπυλώσει το φως της δεύτερης δημιουργώντας έναν σχεδόν τέλειο κύκλο φωτός γνωστό ως δακτύλιος Αϊνστάιν.Αυτό οφείλεται στο φαινόμενο του βαρυτικού φακού όπου η ισχυρή βαρύτητα λειτουργεί σαν μεγεθυντικός φακός και ενισχύει το φως. Το φαινόμενο αυτό ενισχύει την υπόθεση ότι το σύστημα αποτελείται από δύο μαύρες τρύπες.Οι δύο μαύρες τρύπες περιστρέφονται η μία γύρω από την άλλη περίπου κάθε 121 ημέρες. Απέχουν μεταξύ τους 250 έως 540 φορές την απόσταση Γης–Ήλιου. Αυτή η απόσταση θεωρείται σχετικά μικρή για αστρονομικά δεδομένα και σταδιακά μειώνεται μέχρι να συγχωνευθούν.

Τι θα προκαλέσει η σύγκρουση

Όταν τελικά συγκρουστούν αναμένεται να απελευθερώσουν βαρυτικά κύματα διαταραχές στο χωροχρόνο που προκαλούνται από τα πιο βίαια γεγονότα στο Σύμπαν. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι τα κύματα αυτά μπορεί να είναι ισχυρότερα από όσα έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα. Αν συμβεί αυτό, ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων στη Γη θα μπορέσουν να καταγράψουν το σήμα, προσφέροντας νέες πληροφορίες για τη φύση των μαύρων τρυπών.Με απλά λόγια, πρόκειται για ένα «κοσμικό ταγκό» δύο γιγάντων που πλησιάζουν στο τέλος τους μια σύγκρουση που θα μπορούσε να μας αποκαλύψει πολλά για το Σύμπαν.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/2099202/dyo-giganties-mayres-trypes-etoimazontai-na-sygkroystoyn-kai-to-kosmiko-ostiko-kyma-tha-ftasei-sti-gi/

[Δροσος Γεωργιος]

Δείτε το εκπληκτικό «συντριβάνι» μιας μαύρης τρύπας με πίδακες ισχύος δέκα χιλιάδων άστρων σαν τον Ήλιο

Δημιουργούνται «εξωτικοί» άνεμοι που εκτοξεύουν απίστευτες ποσότητες ύλης με ασύλληπτη ταχύτητα.

Η τεράστια ισχύς των μαύρων τρυπών αποκαλύφθηκε καθώς διεθνής ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε τις πρώτες ακριβείς μετρήσεις ενός μακρινού κοσμικού «κενού». Χρησιμοποιώντας ένα ραδιοτηλεσκόπιο που σαρώνει ολόκληρο τον πλανήτη κατέγραψαν τους «χορευτικούς πίδακες» που εκτοξεύονται από μια μαύρη τρύπα σε απόσταση 7.000 ετών φωτός από τη Γη.Αυτοί οι πίδακες απελευθερώνουν ενέργεια ισοδύναμη με την ισχύ 10.000 Ήλιων και κινούνται με ταχύτητα 150.000 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο σχεδόν τη μισή ταχύτητα του φωτός. Ωστόσο, αυτά τα εντυπωσιακά «συντριβάνια» υπερθερμασμένης ύλης χρησιμοποιούν μόλις περίπου το 10% της ενέργειας που απορροφά η μαύρη τρύπα καθώς «τρέφεται».Οι ανακαλύψεις αυτές προέρχονται από ένα διπλό αστρικό σύστημα που ονομάζεται Cygnus X–1, το οποίο περιλαμβάνει ένα υπερμεγέθες άστρο και μια μαύρη τρύπα. Το υπερμεγέθες άστρο δημιουργεί εξαιρετικά ισχυρούς αστρικούς ανέμους, εκτοξεύοντας 100 εκατομμύρια φορές περισσότερη μάζα ανά δευτερόλεπτο από τον Ήλιο μας, με ταχύτητες τρεις έως τέσσερις φορές μεγαλύτερες.Αυτοί οι άνεμοι είναι τόσο ισχυροί που λυγίζουν τους πίδακες κατά περίπου δύο μοίρες όπως ο άνεμος που παρασύρει το νερό ενός σιντριβανιού. Σύμφωνα με τον καθηγητή Τζέημς Μίλερ Τζόουνς από το Πανεπιστήμιο Curtin στην Αυστραλία επειδή γνωρίζουν πόσο ισχυρός είναι ο αστρικός άνεμος μπορούν να υπολογίσουν τη δύναμη που ασκεί στον πίδακα και έτσι να προσδιορίσουν την ισχύ του.

 

Το φαινόμενο

Οι μαύρες τρύπες είναι από τα πιο παράξενα και μυστηριώδη αντικείμενα στο Σύμπαν με ύλη τόσο πυκνή ώστε ούτε το φως δεν μπορεί να διαφύγει από τη βαρυτική τους έλξη. Παρόλο που απορροφούν φως δημιουργούν ταυτόχρονα εντυπωσιακές εκρήξεις ενέργειας με τη μορφή πιδάκων.Καθώς η ύλη έλκεται προς τη μαύρη τρύπα, περιστρέφεται γύρω της σαν νερό που κατεβαίνει σε αποχέτευση επιταχυνόμενη σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Καθώς αυτή η ύλη σπειροειδώς κατευθύνεται προς τη μαύρη τρύπα μεταφέρει μαζί της μαγνητικά πεδία τα οποία όταν «συστρέφονται» συμβάλλουν στην εκτόξευση των πιδάκων.Οι πίδακες από τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες μπορούν να εκτείνονται σε αποστάσεις πολλών ετών φωτός μεταφέροντας τεράστια ποσά ενέργειας στο περιβάλλον τους. Η κατανόηση της πραγματικής ισχύος αυτών των πιδάκων είναι κρίσιμη για τον υπολογισμό του ρυθμού με τον οποίο μια μαύρη τρύπα τρέφεται και αναπτύσσεται.Οι επιστήμονες μπορούν να εκτιμήσουν πόσο γρήγορα «καταναλώνει» ύλη μια μαύρη τρύπα μετρώντας τις ακτίνες Χ που εκπέμπονται από την ύλη που πέφτει μέσα της, αλλά πρέπει επίσης να γνωρίζουν πόση ύλη εκτοξεύεται μέσω των πιδάκων. Συνδυάζοντας αυτές τις μετρήσεις, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν τον «ενεργειακό προϋπολογισμό» της μαύρης τρύπας κάτι σαν καταμέτρηση θερμίδων αλλά για μια μαύρη τρύπα.

Οι φυσαλίδες

Για πολλά χρόνια οι επιστήμονες μπορούσαν να μετρούν μόνο τη μέση ενέργεια των πιδάκων σε χρονικές κλίμακες δεκάδων χιλιάδων ετών. Αυτό γινόταν παρατηρώντας πώς οι πίδακες δημιουργούν «φυσαλίδες» στα γύρω αέρια, όμως η μέθοδος αυτή δεν ήταν ιδιαίτερα ακριβής. Η νέα μέτρηση επιτρέπει πλέον τον ακριβή προσδιορισμό του ποσοστού της ενέργειας που μετατρέπεται σε πίδακες.Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, επειδή οι θεωρίες για τις μαύρες τρύπες υποστηρίζουν ότι οι φυσικοί νόμοι που τις διέπουν είναι ίδιοι ανεξάρτητα από το μέγεθός τους. Έτσι, μια τόσο ακριβής μέτρηση μπορεί να αποτελέσει σημείο αναφοράς για μελλοντικές μελέτες, είτε πρόκειται για μαύρες τρύπες με μάζα πέντε φορές είτε πέντε δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.Αυτό θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς το Σύμπαν έφτασε στη σημερινή του μορφή. Οι πίδακες από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες παίζουν καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία πλανητών, άστρων και γαλαξιών.Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν ακόμη και να δημιουργήσουν τεράστιες «φυσαλίδες» αερίου μεγαλύτερες από ολόκληρους γαλαξίες επηρεάζοντας δραστικά την εξέλιξή τους. Σύμφωνα με τον επικεφαλής της μελέτης Δρ. Στιβ Ρατζ Πραμπού από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης αυτή η διαδικασία γνωστή ως «ανατροφοδότηση», είναι κρίσιμη για τη ρύθμιση της ανάπτυξης και της εξέλιξης των γαλαξιών.Μέχρι σήμερα, στις προσομοιώσεις του Σύμπαντος, οι επιστήμονες έπρεπε να υποθέτουν πόσο αποδοτικές είναι οι μαύρες τρύπες στη μετατροπή της ενέργειας σε πίδακες. Η νέα αυτή μελέτη παρέχει την πρώτη άμεση παρατηρησιακή μέτρηση αυτής της αποδοτικότητας, προσφέροντας μια πολύ πιο σταθερή βάση για μελλοντικές έρευνες.

https://www.naftemporiki.gr/techscience/2099799/deite-to-ekpliktiko-syntrivani-mias-mayris-trypas-me-pidakes-ischyos-deka-chiliadon-astron-san-ton-ilio/