Συγκρούσεις «γιγάντων» ευθύνονται για τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες

Αστρονόμοι με τη βοήθεια διαστημικού τηλεσκοπίου εντόπισαν μία υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε ένα γαλαξία 6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας και προχώρησαν στον προσδιορισμό του ρυθμού περιστροφής της, κάτι που δεν έχει ξανασυμβεί για ένα τόσο μακρινό αντικείμενο. Οι μαύρες τρύπες χαρακτηρίζονται από δύο βασικά μεγέθη, τη μάζα τους και τη στροφορμή τους. Ενώ ο υπολογισμός της μάζας είναι σχετικά εύκολος αφού έχει σημαντικό αντίκτυπο στα αντικείμενα που περιβάλλουν τη μαύρη τρύπα, δεν ισχύει το ίδιο για τον προσδιορισμό του ρυθμού περιστροφής της. Οι αστρονόμοι R.C. Reis, M.T. Reynolds, J.M. Miller, and D.J. Walton όμως, χρησιμοποίησαν ένα τρικ για να εκτελέσουν τον υπολογισμό αυτό. Εξαιτίας μία συμπτωματικής ευθυγράμμισης γαλαξιών, εκμεταλλεύτηκαν το φαινόμενο του βαρυτικού φακού, όπου η βαρύτητα κάποιων αντικειμένων χρησιμεύει για να συγκεντρώσει το φως από ένα άλλο μακρινό αντικείμενο.

Με τον τρόπο αυτό, κατάφεραν να εστιάσουν στο εσωτερικό του κβάζαρ* RX J1131-1231, λαμβάνοντας πολύ ακριβείς πληροφορίες για την εκπομπή ακτινών χ σε εκείνη την περιοχή.

Οι ακτίνες χ δημιουργούνται καθώς το υλικό που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα επιταχύνεται σε μεγάλες ταχύτητες, και δημιουργεί μία πολύ θερμή περιοχή που ακτινοβολεί έντονα. Οι ερευνητές συνέλαβαν τις ακτίνες χ μέσω του ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου Chandra.

Από τέσσερα διαφορετικά στιγμιότυπα του RX J1131 οι αστρονόμοι κατάφεραν να προσδιορίσουν την ταχύτητα περιστροφής της μαύρης τρύπας που βρίσκεται στο κέντρο του, την οποία βρήκαν περίπου ίση με τη μισή ταχύτητα του φωτός, στα όρια δηλαδή του φυσικά επιτρεπτού.

Με τον υπολογισμό αυτό, οι επιστήμονες μπορούν να προβούν σε εκτιμήσεις για τη συμπεριφορά της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας με την πάροδο του χρόνου, όπως για παράδειγμα το εάν μεγεθύνθηκε από συνενώσεις με άλλες μαύρες τρύπες που προήλθαν από παλαιότερες συγκρούσεις γαλαξιών ή εάν απλά μεγάλωσε απορροφώντας υλικό από το περιβάλλον τους.

Το πρώτο ενδεχόμενο οδηγεί σε μαύρες τρύπες που περιστρέφονται γρηγορότερα, καθώς στη δεύτερη περίπτωση η «χαοτική» απορρόφηση υλικού από το περιβάλλον οδηγεί στη σταδιακή επιβράδυνσή τους.

Ο πολύ γρήγορος ρυθμός περιστροφής της συγκεκριμένης μαύρης τρύπας, στην απόσταση των 6 δις ετών φωτός από εμάς επέτρεψε στους επιστήμονες να συμπεράνουν πως η εξέλιξή της μαύρης τρύπας στο κέντρο του RX J1131 σε υπερμέγεθες αντικείμενο πυροδοτήθηκε πρωτίστως από συγκρούσεις με άλλες μαύρες τρύπες.

Μέχρι σήμερα, η πιο μακρινή μαύρη τρύπα για την οποία υπήρχαν ανάλογα στοιχεία απείχε 4.7 δις έτη φωτός από εμάς. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.

Λεξικό:

* Κβάζαρ: Μια συμπυκνωμένη περιοχή στο κέντρο ενός γαλαξία, η οποία περιβάλλει μία υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Έχουν 10 με 10.000 φορές μεγαλύτερη διάμετρο από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας, κι εκπέμπουν έντονη ακτινοβολία καθώς η μάζα τους συγκρούεται με το δίσκο υλικών που περιβάλλει την τρύπα.

Πηγή