Διάπυρη φυσαλίδα αερίου σε τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα του Γαλαξία: Με 100.000 χλμ το δευτερόλεπτο

Οι αστρονόμοι εντόπισαν μια σταγόνα καυτού αερίου που γυρίζει γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά του γαλαξία μας με εξαιρετική ταχύτητα.

Ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει το κολοσσιαίο χωροχρονικό δάκρυ έχει υπερτροφοδοτήσει το παράξενο αέριο σφαιρίδιο, επιταχύνοντάς το έως και 30% της ταχύτητας του φωτός (300.000 klm το δευτερόλεπτο), διαπιστώνει μια νέα μελέτη.

Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία , γνωστή ως Τοξότης Α*, είναι περίπου 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο και εκτείνεται σε πλάτος περίπου 40 εκατομμύρια μίλια (60 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Κανονικά, οτιδήποτε πλησιάζει πολύ σε μια τόσο τεράστια μαύρη τρύπα απορροφάται από μια συντριπτική βαρυτική έλξη. Αλλά η νεοανακαλυφθείσα φυσαλίδα αερίου κινείται τόσο γρήγορα που φαίνεται να έχει σχηματίσει μια σταθερή τροχιά γύρω από το τεράστιο κοσμικό κενό.

Η τροχιά της αέριας σταγόνας γύρω από τον Τοξότη Α* είναι ισοδύναμη σε μέγεθος με την τροχιά του Ερμή γύρω από τον ήλιο. Ωστόσο, η φλεγόμενη σταγόνα ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τη μαύρη τρύπα κάθε 70 λεπτά, σε σύγκριση με τις 88 ημέρες που χρειάζεται ο Ερμής για να διανύσει την ίδια απόσταση, έγραψαν οι ερευνητές σε μια νέα δημοσίευση που δημοσιεύτηκε διαδικτυακά στις 22 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics.

«Αυτό απαιτεί μια εκπληκτική ταχύτητα περίπου 30% της ταχύτητας του φωτός», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Maciek Wielgus, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Max Planck για Ραδιοαστρονομία στη Γερμανία, σε μια δήλωση. Αυτό είναι περίπου 201,2 εκατομμύρια mph (323,8 εκατομμύρια km/h), ή περίπου 3.000 φορές πιο γρήγορα από ό,τι η Γη κινείται γύρω από τον ήλιο.

Οι ερευνητές εντόπισαν για πρώτη φορά την περιφερόμενη σταγόνα το 2017 χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή. Το τηλεσκόπιο ALMA, το οποίο αποτελείται από 66 κεραίες, είναι ένα από τα οκτώ τηλεσκόπια που αποτελούν το δίκτυο του Τηλεσκοπίου Ορίζοντα Γεγονότων (EHT), το οποίο παρήγαγε την πρώτη άμεση εικόνα του Τοξότη Α* τον Μάιο του τρέχοντος έτους.

Οι ερευνητές βαθμονομούσαν το ALMA για να επικεντρωθεί στον Τοξότη Α* για το έργο EHT όταν εντόπισαν μια ασυνήθιστη έκρηξη ακτίνων Χ που προερχόταν από τον χώρο που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από την έκλαμψη εμφάνιζε σημάδια επιτάχυνσης σύγχροτρον (ένα κυκλοτρόνιο στο οποίο η ένταση του μαγνητικού πεδίου αυξάνεται με την ενέργεια των σωματιδίων για να διατηρείται σταθερή η τροχιακή τους ακτίνα).

Αυτός ο τύπος επιτάχυνσης συμβαίνει όταν φορτισμένα σωματίδια προωθούνται προς τα εμπρός από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, όπως το πώς οι επιταχυντές τεχνητών σωματιδίων υπερφορτίζουν ηλεκτρόνια , σύμφωνα με το ScienceAlert.

Η μόνη εξήγηση για αυτό το είδος επιτάχυνσης είναι ότι η έκλαμψη προήλθε από τον μαγνητικά παγιδευμένο δίσκο της μαύρης τρύπας – ένας δακτύλιος ύλης που περιβάλλει μια μαύρη τρύπα που συγκρατείται στη θέση του από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο αντισταθμίζει τις δυνάμεις της βαρύτητας που τραβούν την ύλη στο κοσμικό κενό. Οι ερευνητές, επομένως, συμπέραναν ότι η μόνη πιθανή προέλευση της έκλαμψης ήταν μια υπερτροφοδοτούμενη σταγόνα αερίου παγιδευμένη μέσα σε αυτόν τον δίσκο.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα ραδιοκύματα που εντόπισαν θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι το hot spot επιβραδύνεται και χάνει μέρος της ενέργειάς του, σύμφωνα με τη δήλωση. Αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να σηματοδοτήσει ότι η φυσαλίδα αερίου τελικά θα επιβραδυνθεί αρκετά ώστε η βαρύτητα της μαύρης τρύπας να υπερνικήσει τη μαγνητική θωράκιση που την περιβάλλει και τελικά θα την απορροφήσει.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτές οι νέες πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν στην παρακολούθηση πρόσθετων καυτών σημείων γύρω από άλλες μαύρες τρύπες.

«Στο μέλλον, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να παρακολουθούμε hot spots σε διάφορες συχνότητες χρησιμοποιώντας συντονισμένες παρατηρήσεις πολλαπλών μήκη κύματος», δήλωσε στη δήλωση ο συν-συγγραφέας της μελέτης Ivan Marti-Vidal, ραδιοαστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Βαλένθια στην Ισπανία. «Η επιτυχία ενός τέτοιου εγχειρήματος θα ήταν ένα πραγματικό ορόσημο για την κατανόησή μας για τη φυσική των εκλάμψεων στο γαλαξιακό κέντρο».

Ενώ η νέα μελέτη βελτιώνει την κατανόησή μας για την καρδιά της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας, οι ερευνητές είπαν ότι υπάρχουν ακόμα πολλά να μάθουμε για τον Τοξότη Α*.

Μέχρι τώρα, τα τηλεσκόπια δυσκολεύονταν να επικεντρωθούν στην υπερμεγέθη δομή, επειδή συχνά φουντώνει, εκτοξεύοντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παρεμβαίνει στους ευαίσθητους αισθητήρες. Αλλά το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα παίξει βασικό ρόλο στη μελλοντική έρευνα στον Τοξότη Α* επειδή θα μπορεί να δει το παρελθόν αυτής της παρεμβολής.

«Ας ελπίσουμε ότι μια μέρα θα είμαστε άνετα να πούμε ότι «ξέρουμε» τι συμβαίνει στον Τοξότη Α*», είπε ο Βίλγκους. Αλλά εκείνη η μέρα δεν είναι σήμερα.

Με πληροφορίες από Live Science // Harry Baker

Ο Elon Musk προσφέρει το δίκτυο Starlink για όσους επλήγησαν από τον κυκλώνα Ιαν στην Φλόριντα