Η πρώτη πραγματική εικόνα μιας Μαύρης Τρύπας

Η πρώτη πραγματική εικόνα μιας Μαύρης Τρύπας

Σήμερα, 10 Απριλίου 2019, δόθηκε στη δημοσιότητα η πρώτη πραγματική εικόνα μιας μαύρης τρύπας από το Event Horizon Telescope.

Για πρώτη φορά, επιστήμονες κατάφεραν να φωτογραφίσουν μία μαύρη τρύπα στο κέντρο  ενός γαλαξία. Ο εν λόγω γαλαξίας είναι ο Messier 87 (Μ87), στον αστερισμό της Παρθένου, γνωστός και ως γαλαξίας “Virgo A”, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση ~53 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη και έχει διάμετρο υπερδιπλάσια της διαμέτρου του δικού μας Γαλαξία (~490 χιλιάδες έτη φωτός). Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία αυτού και υπολογίζεται ότι έχει μάζα ~6.5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου.

Φωτογραφία του Γαλαξία Μ87 από το Hubble Space Telescope. Ο σχετικιστικός πίδακας ύλης εκτοξεύεται από το κέντρο του γαλαξία και θεωρείται ότι προκαλείται από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

 

Αν και η διάμετρος αυτής της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη της διαμέτρου της Γης, η γωνιακή ανάλυση που χρειαζόμαστε για να την παρατηρήσουμε δεν μπορεί να επιτευχθεί από οποιοδήποτε μεμονωμένο τηλεσκόπιο έχουμε στη Γη. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος χρειάστηκε η συνεργασία 200 επιστημόνων από διάφορα ινστιτούτα σε όλο τον κόσμο για τη δημιουργία του Event Horizon Telescope (EHT). Το ΕΗΤ αποτελεί μια συνεργασία 8 ραδιοτηλεσκοπίων από όλη την υφήλιο, τα οποία μέσω δικτύωσης προσφέρουν αναλυτική ικανότητα αντίστοιχη με αυτή ενός ραδιοτηλεσκοπίου μεγέθους ίσου με ολόκληρο τον πλανήτη μας!

Τα 8 ραδιοτηλεσκόπια που συνεργάζονται μέσω δικτύωσης για να δημιουργήσουν το Event Horizon Telescope.

Με βάση τις προβλέψεις της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας που ανέπτυξε πριν περίπου ένα αιώνα ο Άλμπερτ Άινσταϊν, οι μαύρες τρύπες δημιουργούνται αρχικά όταν ένα άστρο με μάζα αρκετές φορές μεγαλύτερη από αυτή του δικού μας Ήλιου φτάσει στο τέλος της ζωής του. Αφού χρησιμοποιήσει όλο το καύσιμο στο εσωτερικό του, δεν υπάρχει πλέον οποιαδήποτε μορφή πίεσης προς τα έξω για να αντισταθμίσει τη δύναμη της βαρύτητας και έτσι το άστρο καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα. Οι μαύρες τρύπες “τρέφονται” και μεγαλώνουν σε μέγεθος κατασπαράζοντας ύλη από κοντινά άστρα. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες θεωρείται ότι υπάρχουν στο κέντρο των περισσότερων γαλαξιών, δημιουργήθηκαν έχοντας κατασπαράξει ένα τεράστιο αριθμό κοντινών άστρων. Κατά τη διαδικασία αυτή, το υλικό των άστρων συσσωρεύεται γύρω από τη μαύρη τρύπα δημιουργώντας ένα δίσκο υπέρθερμων αερίων που περιστρέφονται γύρω της και σταδιακά κινούνται προς αυτήν. Λόγω των μεγάλων θερμοκρασιών αυτών των αερίων, ο δίσκος εκπέμπει ακτινοβολία υψηλών ενεργειών και έτσι είναι πιο φωτεινός από τα υπόλοιπα άστρα του γαλαξία. Η τεράστια βαρυτική έλξη μιας μαύρης τρύπας δεν αφήνει ούτε το φως να διαφύγει, όταν αυτό φτάσει σε μια απόσταση μικρότερη από μια συγκεκριμένη ακτίνα, που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων (event horizon).

Η πρώτη πραγματική εικόνα της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία Μ87.

Στη φωτογραφία της εν λόγω μαύρης τρύπας φαίνεται η ακτινοβολία από το δίσκο υπέρθερμων αερίων γύρω από αυτή, ενώ η ίδια η μαύρη τρύπα βρίσκεται στο κέντρο της σκοτεινή κηλίδας. Η βαρύτητα της μαύρης τρύπας καμπυλώνει το χωροχρόνο έτσι ώστε το όριο που βλέπουμε στην εικόνα μεταξύ του φωτεινού δίσκου και της σκοτεινή μαύρης τρύπας να αντιστοιχεί στο όριο όπου ακόμα και το φως μπαίνει σε τροχιά γύρω από αυτή, δημιουργώντας μία “σφαίρα φωτός”, κάτι που αποτελεί ακόμα μία πρόβλεψη της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Η πιο έντονη ακτινοβολία στο κάτω μέρος του δίσκου δημιουργείται από το γεγονός ότι η ύλη στο δίσκο κινείται με σχετικιστικές ταχύτητες προς εμάς στο κάτω μέρος του δίσκους και μακριά από εμάς στο επάνω μέρος του δίσκου. Η κίνηση της ύλης στο δίσκο ακολουθεί ωρολογιακή φορά περιστροφής.

Οι πρώτες αναλύσεις δείχνουν ότι η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άινσταϊν δικαιώνεται για άλλη μια φορά, καθώς οι παρατηρήσεις συμφωνούν με τις προβλέψεις της. Οι επιστήμονες δήλωσαν ότι η εικόνα αυτή “είναι μόνο η αρχή”.

Ορέστης Παύλου