Οι αστρονόμοι βρήκαν την πρώτη άμεση απόδειξη ότι μια μαύρη τρύπα περιστρέφεται, επιβεβαιώνοντας για άλλη μια φορά τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Η ανακάλυψη έγινε μελετώντας τους ισχυρούς πίδακες ενέργειας που εκπέμπονται από μια μαύρη τρύπα στο μέγεθος του Ηλιακού Συστήματος στο κέντρο του κοντινού γαλαξία Messier 87. Αυτή η μαύρη τρύπα, που ονομάζεται M87, είναι η πιο μελετημένη μέχρι σήμερα και η πρώτη απευθείας εικόνα το 2019.
Οι αστροφυσικοί έχουν προβλέψει εδώ και καιρό ότι οι μαύρες τρύπες περιστρέφονται, αλλά μέχρι τώρα η πολυπλοκότητα της οπτικοποίησης των διαστημικών τεράτων καθιστούσε δύσκολη την απόκτηση στοιχείων. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στις 27 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Nature.
"Μετά την επιτυχή απεικόνιση μιας μαύρης τρύπας σε αυτόν τον γαλαξία χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Event Horizon (EHT), το ερώτημα εάν αυτή η μαύρη τρύπα περιστρέφεται ή όχι έχει γίνει ένα σημαντικό πρόβλημα για τους επιστήμονες», δήλωσε ο Kazuhiro Hada, αστρονόμος στο Εθνικό Αστρονομικό Αστεροσκοπείο της Ιαπωνίας, σε μια δήλωση. «Τώρα η προσδοκία έχει μετατραπεί σε αυτοπεποίθηση. Αυτή η γιγάντια μαύρη τρύπα πραγματικά περιστρέφεται».
Οι μαύρες τρύπες έχουν τόσο ισχυρή βαρυτική έλξη που τίποτα (ούτε το φως) δεν μπορεί να ξεφύγει από το στόμα τους, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να φανούν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ενεργές μαύρες τρύπες περιβάλλονται από δίσκους προσαύξησης -- τεράστιες λοφία υλικού που σχίζεται από σύννεφα αερίων και αστέρια που θερμαίνονται σε θερμές θερμοκρασίες λόγω τριβής καθώς περιστρέφονται στο στόμιο της μαύρης τρύπας.
Μέρος αυτού του υλικού εκτοξεύεται, σχηματίζοντας δύο πίδακες θερμού υλικού που ταξιδεύουν με 99,9% την ταχύτητα του φωτός περίπου το ένα δέκατο του χρόνου. Το πώς οι πίδακες μαύρης τρύπας παίρνουν τη μαζική ενέργεια που χρειάζονται για να το κάνουν αυτό παραμένει μυστήριο, αλλά οι φυσικοί χρησιμοποίησαν τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν για να προτείνουν ότι το υλικό θα μπορούσε να το πάρει από τα μαγνητικά πεδία των διαστημικών τεράτων εάν περιστρέφονται γρήγορα γύρω από τους άξονές τους.
Οι μαύρες τρύπες πιθανότατα απέκτησαν μέρος της περιστροφής τους από τις πρώτες τους μέρες ως αστέρια που, όταν κατέρρευσαν ξαφνικά προς τα μέσα, έγιναν σαν πατινάζ στον πάγο που τεντώνουν τα χέρια τους για να περιστρέφονται πιο γρήγορα. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η περιστροφή πιθανότατα αυξήθηκε ταχύτερα λόγω της επίδρασης της εισροής ύλης από αστέρια που διαλύθηκαν από μαύρες τρύπες ή από καταστροφικές συγκρούσεις με άλλα τεράστια αντικείμενα.
Αναζητώντας μια εξήγηση για αυτήν την άπιαστη περιστροφή, οι αστρονόμοι στράφηκαν στην υπερμεγέθη μαύρη τρύπα M87, ένα τεράστιο χάσμα στο χωροχρόνο που χρησιμοποιεί τη μάζα του (6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου) για να τραβήξει έναν ολόκληρο γαλαξία προς τον εαυτό του.
Μελετώντας το M87* με ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων από το 2000 έως το 2022, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι οι πίδακες της μαύρης τρύπας χτυπούσαν μπρος-πίσω σαν μετρονόμος που σηματοδοτεί έναν κύκλο 11 ετών. Αυτό έδειξε ότι η μαύρη τρύπα προχωράει, ή ταλαντεύεται, στον άξονά της καθώς περιστρέφεται, σαν μια περιστρεφόμενη κορυφή.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι για αυτή τη σημαντική ανακάλυψη», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Cui Yuzhu, αστρονόμος στο εργαστήριο Zhejiang στο Hangzhou της Κίνας. "Επειδή ο διαχωρισμός μεταξύ της μαύρης τρύπας και του δίσκου είναι σχετικά μικρός και η περίοδος μετάπτωσης είναι περίπου 11 χρόνια, η συσσώρευση δεδομένων υψηλής ανάλυσης που παρακολουθούν τη δομή του M87 για δύο δεκαετίες και η προσεκτική ανάλυση είναι απαραίτητες για να επιτευχθεί αυτό το επίτευγμα."
Εκτός από μια άλλη επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν, η ανακάλυψη της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας εγείρει μια σειρά από ενδιαφέροντα ερωτήματα. Μεταξύ αυτών είναι εκείνα που σχετίζονται με τα καταστροφικά γεγονότα που θα μπορούσαν να προκάλεσαν την ταχεία περιστροφή, καθώς και τη δυνατότητα ανακάλυψης σφαιρών φωτονίων - έναν αχνό δακτύλιο φωτός που περιβάλλει μια μαύρη τρύπα που θα μπορούσε να δώσει σημαντικές ενδείξεις για τη θεωρία της κβαντικής βαρύτητας.
Διαβάστε επίσης: