Το «κοιμισμένο τέρας» που κρύβεται 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά – Το James Webb «ζύγισε» μία από τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες που έχουν βρεθεί
Η συγκεκριμένη μέτρηση αφορά την πιο απομακρυσμένη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που έχει «ζυγιστεί» με αυτή τη μέθοδο μέχρι σήμερα
Ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση των πιο ακραίων αντικειμένων του Σύμπαντος πέτυχαν αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST), καθώς κατάφεραν να υπολογίσουν τη μάζα μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 10 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
σχετικά άρθρα
Η συγκεκριμένη μέτρηση αφορά την πιο απομακρυσμένη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που έχει «ζυγιστεί» με αυτή τη μέθοδο μέχρι σήμερα, δίνοντας στους ερευνητές πολύτιμες πληροφορίες για το πώς ήταν το Σύμπαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Η μαύρη τρύπα εντοπίζεται στην καρδιά του γαλαξία MRG-M0138, τον οποίο οι επιστήμονες παρατηρούν σε μια εποχή όπου το Σύμπαν είχε ηλικία περίπου 4 δισεκατομμυρίων ετών. Οι νέοι υπολογισμοί δείχνουν ότι η μάζα της φτάνει τα 6 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου.
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι συνήθως πιο εύκολο να εντοπιστούν όταν απορροφούν ενεργά ύλη από το περιβάλλον τους. Τότε δημιουργούνται οι λεγόμενοι ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες (AGN), οι οποίοι εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες φωτός και ενέργειας.
Όταν όμως μια μαύρη τρύπα βρίσκεται σε κατάσταση αδράνειας και δεν «τρέφεται» με μεγάλες ποσότητες υλικού, η ανίχνευσή της γίνεται ιδιαίτερα δύσκολη, καθώς δεν εκπέμπει φως. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι επιστήμονες βασίζονται στη βαρυτική επιρροή που ασκεί στα άστρα που κινούνται γύρω της.
Η μέθοδος που αποκάλυψε τη μάζα της
Για να προσδιορίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας, οι ερευνητές παρακολούθησαν τις κινήσεις των άστρων κοντά στο κέντρο του γαλαξία.
Αναλύοντας τις ταχύτητες με τις οποίες κινούνται γύρω από το αόρατο αντικείμενο, μπορούν να υπολογίσουν τη μάζα που απαιτείται ώστε να διατηρούνται οι συγκεκριμένες τροχιές. Η τεχνική αυτή είναι γνωστή ως αστρική δυναμική και έχει χρησιμοποιηθεί πολλές φορές για τη μελέτη κοντινότερων μαύρων τρυπών, όπως του Τοξότη Α*, που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας και έχει μάζα περίπου 4,3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου.
Μέχρι σήμερα, η πιο απομακρυσμένη μαύρη τρύπα που είχε μετρηθεί με αυτή τη μέθοδο απείχε περίπου 700 εκατομμύρια έτη φωτός. Η νέα παρατήρηση αφορά αντικείμενο περίπου 15 φορές πιο μακριά, θέτοντας νέο ρεκόρ.
Ο επικεφαλής της έρευνας, Ρίτσαρντ Έλις του University College London, εξήγησε ότι η ανάλυση της συνολικής κίνησης των άστρων στον πυρήνα του μακρινού γαλαξία κατέστησε δυνατή τη μέτρηση της μάζας μιας κατά τα άλλα αόρατης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας.
Σύμφωνα με τον ίδιο, η επιτυχία αυτής της τεχνικής σε τόσο μεγάλες αποστάσεις ανοίγει νέες δυνατότητες για τη μελέτη της εξέλιξης των μαύρων τρυπών σε ολόκληρη την ιστορία του Σύμπαντος.
Ο «φυσικός μεγεθυντικός φακός» του Αϊνστάιν
Η παρατήρηση του γαλαξία MRG-M0138 κατέστη δυνατή χάρη στο φαινόμενο του βαρυτικού φακού, το οποίο προβλέπεται από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν.
Σύμφωνα με τη θεωρία, τα εξαιρετικά μαζικά αντικείμενα παραμορφώνουν τον χωροχρόνο γύρω τους. Όταν το φως ενός πολύ μακρινού γαλαξία περάσει κοντά από ένα τέτοιο σώμα, η πορεία του καμπυλώνεται, με αποτέλεσμα ο γαλαξίας να εμφανίζεται μεγαλύτερος και φωτεινότερος.
Στην περίπτωση αυτή, ένας ενδιάμεσος γαλαξίας λειτούργησε ως φυσικός βαρυτικός φακός, ενισχύοντας τη φωτεινότητα του MRG-M0138 περίπου 30 φορές. Χάρη σε αυτή τη μεγέθυνση, το James Webb μπόρεσε να καταγράψει λεπτομέρειες που διαφορετικά θα παρέμεναν αόρατες.
Ο ερευνητής Άντριου Νιούμαν από το Carnegie Science ανέφερε ότι ο συνδυασμός των παρατηρήσεων του James Webb με το φαινόμενο του βαρυτικού φακού επέτρεψε τη μελέτη της περιοχής όπου η βαρύτητα της μαύρης τρύπας επηρεάζει άμεσα την κίνηση των άστρων.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι ο γαλαξίας MRG-M0138 δεν παράγει πλέον νέα άστρα. Η επικρατέστερη εξήγηση είναι ότι η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα είχε στο παρελθόν περάσει από μια εξαιρετικά ενεργή φάση ως κβάζαρ, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας που απομάκρυναν τα αέρια και τη σκόνη από τον γαλαξία, στερώντας το υλικό που απαιτείται για τον σχηματισμό νέων άστρων.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι παρόμοιες παρατηρήσεις με το James Webb θα συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση της σχέσης μεταξύ υπερμεγεθών μαύρων τρυπών και γαλαξιών, καθώς και του ρόλου τους στη διαμόρφωση του Σύμπαντος.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στις 4 Ιουνίου στο επιστημονικό περιοδικό Science.
