ΟΥΑΣΙΓΚΤΟΝ — Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA παρέχει την καλύτερη ματιά στα χαοτικά γεγονότα που εκτυλίσσονται γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, παρατηρώντας ένα σταθερό τρεμόπαιγμα φωτός που σημειώνεται από περιστασιακές φωτεινές εκλάμψεις καθώς το υλικό τραβιέται προς τα μέσα από την τεράστια βαρυτική του έλξη.
Το Webb, το οποίο ξεκίνησε το 2021 και άρχισε να συλλέγει δεδομένα το 2022, δίνει τη δυνατότητα στους αστρονόμους να παρατηρούν την περιοχή γύρω από τη μαύρη τρύπα — που ονομάζεται Τοξότης A* ή Sgr A* — για εκτεταμένες περιόδους για πρώτη φορά, επιτρέποντάς τους να διακρίνουν πρότυπα δραστηριότητας. Η περιοχή γύρω από το Sgr A* θεωρήθηκε ότι είναι γεμάτη δραστηριότητα αντί να παραμένει σε σταθερή κατάσταση.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ένα συνεχές τρεμόπαιγμα φωτός από τον στροβιλιζόμενο δίσκο αερίου που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα — που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης. Αυτό το τρεμόπαιγμα φαίνεται να προέρχεται από υλικό πολύ κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, το σημείο χωρίς επιστροφή πέρα από το οποίο τα πάντα — αστέρια, πλανήτες, αέρια, σκόνη και όλες οι μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας — σύρονται στη λήθη.
Υπήρχαν επίσης περιστασιακές εκλάμψεις—περίπου μία έως τρεις μεγάλες σε διάστημα 24 ωρών, με μικρότερες εκρήξεις ενδιάμεσα.
«Ο δίσκος προσαύξησης είναι μια πολύ χαοτική περιοχή γεμάτη αναταράξεις και το αέριο γίνεται ακόμα περισσότερο χαοτικό και συμπιέζεται καθώς πλησιάζει τη μαύρη τρύπα, υπό ακραία βαρύτητα», δήλωσε ο αστροφυσικός Φαρχάντ Γιουσέφ-Ζάντε του Northwestern University στο Ιλινόις, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας που δημοσιεύτηκε την Τρίτη στο Astrophysical Journal Letters.
«Σφαίρες αερίου προσκρούουν η μία στην άλλη και σε ορισμένες περιπτώσεις συνενώνονται ή συμπιέζονται μεταξύ τους από τα ισχυρά μαγνητικά πεδία που υπάρχουν μέσα στον δίσκο — κάπως παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει στις ηλιακές εκλάμψεις», δήλωσε ο αστροφυσικός και συν-συγγραφέας της μελέτης Χάουαρντ Μπάσχαουζ του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη.
Ενώ αυτές οι εκρήξεις προκύπτουν από έναν μηχανισμό παρόμοιο με τις ηλιακές εκλάμψεις — στις οποίες εκτοξεύονται θερμά φορτισμένα σωματίδια στο διάστημα από τον ήλιο μας — συμβαίνουν σε διαφορετικό αστροφυσικό περιβάλλον και σε πολύ υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο.
Οι μαύρες τρύπες είναι εξαιρετικά πυκνά αντικείμενα με βαρύτητα τόσο ισχυρή που ούτε το φως μπορεί να διαφύγει, καθιστώντας την παρατήρησή τους αρκετά δύσκολη. Ως εκ τούτου, οι νέες παρατηρήσεις δεν αφορούν την ίδια τη μαύρη τρύπα αλλά το υλικό που την περιβάλλει.
Το Sgr A* έχει περίπου 4 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου μας και βρίσκεται περίπου 26.000 έτη φωτός από τη Γη. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο, 5,9 τρισεκατομμύρια μίλια.
Οι περισσότεροι γαλαξίες έχουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα σε κάποιο μέρος μέσα τους. Ενώ τα γεγονότα που παρατηρούνται γύρω από το Sgr A* είναι δραματικά, αυτή η μαύρη τρύπα δεν είναι τόσο ενεργή όσο κάποιες στο κέντρο άλλων γαλαξιών και θεωρείται ότι βρίσκεται σε σχετικά ήρεμη κατάσταση.
Τα νέα ευρήματα βασίστηκαν σε συνολικά περίπου 48 ώρες παρατηρήσεων του Sgr A* που έκανε το Webb κατά τη διάρκεια ενός έτους, σε επτά βήματα που κυμαίνονταν από 6 ώρες έως 9,5 ώρες, καθώς οι ερευνητές λάμβαναν συνεχείς μετρήσεις φωτεινότητας γύρω από τη μαύρη τρύπα.
Οι παρατηρήσεις παρέχουν μια εικόνα για το πώς οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους. Ο Γιουσέφ-Ζάντε είπε ότι περίπου το 90 τοις εκατό του υλικού του δίσκου προσαύξησης πέφτει στη μαύρη τρύπα ενώ το υπόλοιπο εκτινάσσεται πίσω στο διάστημα.
Αυτός ο δίσκος προσαύξησης φαίνεται να αποτελείται από υλικό συσσωρευμένο από τους αστρικούς ανέμους των κοντινών αστεριών —αέριο που εκτοξεύεται από την επιφάνεια αυτών των άστρων— το οποίο συλλαμβάνεται από τη βαρυτική δύναμη του Sgr A*, και όχι από ένα αστέρι που περιπλανήθηκε πολύ κοντά και τεμαχίστηκε, είπαν οι ερευνητές.
Οι αστρονόμοι παλαιότερα περιορίζονταν στο να λαμβάνουν παρατηρήσεις λίγων ωρών από επίγεια τηλεσκόπια ή περίπου 45 λεπτά τη φορά από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble σε τροχιά, και έτσι είχαν έναν αποσπασματικό απολογισμό. Το Webb προσφέρει επίσης την προηγμένη ευαισθησία κάμερας υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIRCam) και οι παρατηρήσεις έγιναν σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος εντός του υπέρυθρου φάσματος.
«Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό ότι το Sgr A* εμφανίζει συχνά φωτεινές εκλάμψεις σε πολλά διαφορετικά μήκη κύματος, που κυμαίνονται από ραδιοφωνικά μήκη, σε υπέρυθρες, οπτικό φάσμα, ακόμη και ακτίνες Χ. Αλλά οι περισσότερες προηγούμενες παρατηρήσεις, που έγιναν τόσο από το επίγειο όσο και από το διαστημικό τηλεσκόπιο, περιορίζονταν στο να μπορούν να παρατηρήσουν μόνο το Sgr A* για λίγες ώρες κάθε φορά ή ήταν περιορισμένες στην ευαισθησία τους και ως εκ τούτου ανίχνευαν μόνο τις περιστασιακές φωτεινότερες εκλάμψεις», είπε ο Μπάσχαουζ.
του Will Dunham
