Απογραφή μαύρων τρυπών από τo Integral

[gbirsianis]

Αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτινών γ Intergral έχουν πραγματοποιήσει ένα ακόμη βήμα προς την κατεύθυνση υπολογισμού του αριθμού των μαύρων τρυπών που υπάρχουν στο Σύμπαν.

Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλείς τους αστρονόμους του Ινστιτούτου Διαστημικών Ερευνών της Μόσχας, Eugene Churazov και Rashid Sunyaev, στην οποία συμμετέχουν και επιστήμονες όλων των μερών της κοινοπραξίας που υποστηρίζει το Intergral, χρησιμοποίησαν τη Γη ως μια τεράστια ασπίδα για να παρατηρήσουν και να καταγράψουν τον αριθμό των πηγών ακτίνων γ που προέρχονται από τις απομακρυσμένες περιοχές του Σύμπαντος.

Οι περισσότερες από τις ακτίνες γ δεν προέρχονται από κοντινές πηγές αλλά από αντικείμενα τόσο μακρινά τα οποία δεν μπορούν να διακριθούν ως μεμονωμένες πηγές. Οι ακτίνες από τα αντικείμενα αυτά δημιουργούν μια αέναη “λάμψη” η οποία λούζει όλο το Σύμπαν.

Οι περισσότεροι αστρονόμοι πιστεύουν ότι τα αόρατα αυτά αντικείμενα είναι μαύρες τρύπες, εκατομμυρίων ή και δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών σαν κι αυτές που βρίσκονται στο κέντρο κάθε γαλαξία. Καθώς μια μαύρη τρύπα καταβροχθίζει ύλη, τα περιδινούμενα αέρια απελευθερώνουν ακτίνες χ και ακτίνες γ. Η ακριβής μέτρηση της ακτινοβολίας αυτής, που είναι γνωστή ως υπόβαθρο ακτίνων χ και γ αποτελεί το πρώτο βήμα προς την κατεύθυνση του υπολογισμού του αριθμού των μαύρων τρυπών που την προκαλούν και της απόστασής τους.

Νέες παρατηρήσεις του Integral που έγιναν κατά τους δύο πρώτους μήνες του 2006 απέδωσαν πολύ ακριβή και αξιόπιστα δεδομένα για το υπόβαθρο των ακτίνων γ. Το μυστικό για την επιτυχία των παρατηρήσεων ήταν το ότι χρησιμοποιήθηκε η Γη ως ασπίδα.

Η είσοδος βέβαια της Γης στο οπτικό πεδίο του Integral δημιουργεί προβλήματα στις βασικές ρυθμίσεις θέσης του δορυφόρου, καθώς οι οπτικές του συσκευές που είναι απαραίτητες για τον προσδιορισμό της θέσης του “τυφλώνονται” από τη λάμψη της Γης. Έτσι ο χειρισμός του απαιτεί σημαντικές προσπάθειες από την ομάδα πλοήγησης της αποστολής, τα μέλη της οποίας είναι αναγκασμένα να βασιστούν στους εναλλακτικούς μηχανισμούς ελέγχου του σκάφους. Όμως η προσπάθεια και το ρίσκο αξίζουν τον κόπο διότι από την καταγραφή της μείωσης της ροής των ακτίνων γ που προκαλείται από την απόκρυψη του οπτικού πεδίου του Integral από τη Γη, η οποία μπλοκάρει τις ακτίνες γ από τις κοντινές σχετικά πηγές και λαμβάνοντας υπόψη την εκπομπή των ακτίνων από την ατμόσφαιρα της Γης που υπολογίζεται με βάση συγκεκριμένο μοντέλο υπολογισμού, οι αστρονόμοι μετρούν επακριβώς το υπόβαθρο των ακτίνων γ.

Ένα άλλο πλεονέκτημα του Integral είναι ότι τα συμπληρωματικά του όργανα επιτρέπουν τον ταυτόχρονο υπολογισμό της έντασης των ακτίνων χ και γ. Στο παρελθόν οι ακτίνες χ και γ καταγράφονταν από διαφορετικούς δορυφόρους και οι αστρονόμοι ήταν αναγκασμένοι να συνδυάσουν τα αποτελέσματα μεταξύ τους προκειμένου να βγάλουν συμπεράσματα σαν να ήταν κομμάτια ενός πάζλ.

Πριν την εκτόξευση του Integral είχαν παρατηρηθεί ελάχιστες δεκάδες μόνο ουράνιων αντικειμένων στο τμήμα του φάσματος που αντιστοιχεί στις ακτίνες γ. Σήμερα το Integral βλέπει 300 μεμονωμένες πηγές εντός του γαλαξία μας και γύρω στις 100 από τις πιο “φωτεινές” μαύρες τρύπες σε άλλους γαλαξίες. Αυτά τα στοιχεία αποτελούν μόνο την κορυφή του παγόβουνου. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι υπάρχουν δεκάδες εκατομμυρίων ενεργών μαύρων τρυπών διασκορπισμένες στο διαστημικό χώρο, οι οποίες συνεισφέρουν στο υπόβαθρο ακτίνων γ.

Το επόμενο βήμα για τους αστρονόμους είναι η κατασκευή μοντέλων Η/Υ για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο η επιμέρους ακτινοβολία των μαύρων τρυπών συγχωνεύεται για να δώσει τη συνολική παρατηρούμενη ακτινοβολία. Αυτά τα μοντέλα θα βοηθήσουν στην πρόβλεψη του αριθμού και της απόστασης των μαύρων τρυπών και στην κατανόηση της συμπεριφοράς τους στα κέντρα των νέων, μεσαίας και μεγάλης ηλικίας γαλαξιών.

 

http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608250

http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608253

http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0608252

http://www.esa.int/esaCP/SEMKV66LARE_index_0.html