Μαύρη τρύπα κατάπιε έναν πλανήτη ή κάποιο καφέ νάνο

Μια ξαφνική, εξαιρετικά έντονη λάμψη που καταγράφηκε σε έναν μακρινό γαλαξία υποδεικνύει ότι η τερατώδης μαύρη τρύπα που κρύβεται στο κέντρο του κατάπιε έναν πλανήτη ή κάποιο καφέ νάνο.

H παρατήρηση

«Οι παρατηρήσεις μας ήταν εντελώς αναπάντεχες, δεδομένου ότι ο συγκεκριμένος γαλαξίας παρέμενε ήσυχος εδώ και 30 χρόνια» σχολιάζει ο Μάρελ Νικολάγιουκ του Πανεπιστημίου του Μπιαλιστόκ της Πολωνίας.

H ομάδα του, που χρησιμοποιούσε το ευρωπαϊκό διαστημικό παρατηρητήριο Integral για να μελετήσει έναν διαφορετικό γαλαξία, κατέγραψε μια περίεργη λάμψη από μια διαφορετική περιοχή.

Με τη βοήθεια δύο άλλων διαστημικών τηλεσκοπίων ακτίνων Χ, του αμερικανικού Swift της NASA και του ιαπωνικού Maxi, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι πηγή της λάμψης ήταν ο γαλαξίας NGC 4845, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 47 εκατομμυρίων ετών φωτός.

Όπως όλοι οι γαλαξίες, ο NGC 4845 πιστεύεται ότι κρύβει στην καρδιά του μια μαύρη τρύπα, η οποία εκτιμάται ότι έχει μάζα 300.000 φορές μεγαλύτερη από το Ήλιο. Οποιοδήποτε αντικείμενο κάνει το λάθος να πλησιάσει την τρύπα διαλύεται από το βαρυτικό πεδίου του τέρατος. Πριν τελικά χαθεί για πάντα μέσα στη μαύρη τρύπα, το υλικό περιδινείται γύρω της σε ακραίες ταχύτητες, οπότε θερμαίνεται και εκπέμπει ισχυρή ακτινοβολία, κυρίως στο φάσμα των ακτίνων-Χ και των ακτίνων γάμμα, τις οποίες καταγράφει το Integral.

H διάρκεια και η ένταση της λάμψης ακτίνων γάμμα στον NGC 4845 δείχνουν ότι η μαύρη τρύπα πρέπει να κατάπιε ένα αντικείμενο με μάζα 14 έως 30 φορές μεγαλύτερη από του Δία. Η εκτίμηση αυτή αφήνει ανοιχτές δύο πιθανές εξηγήσεις για την ταυτότητα του αντικειμένου.

Ποιο ήταν το κοσμικό μενού;

Η πρώτη περίπτωση είναι να επρόκειτο για κάποιον γιγάντιο εξωπλανήτη από αέριο που βρισκόταν αρχικά σε τροχιά γύρω από το μητρικό του άστρο, τελικά όμως εξοστρακίστηκε λόγω βαρυτικών επιδράσεων και άρχισε να κινείται αδέσποτος μέσα στον γαλαξία.

Η άλλη εξήγηση είναι ότι το άτυχο αντικείμενο ήταν ένας καφέ νάνος, δηλαδή ένα άστρο υπερβολικά μικρό και ψυχρό για να μπορεί να συντηρήσει τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που τροφοδοτούν τα κανονικά άστρα. Οι υπολογισμοί των αστρονόμων δείχνουν πάντως ότι μόνο το 10% της συνολικής μάζας του αντικειμένου κατέληξε στη μαύρη τρύπα, ένδειξη ότι ο πυρήνας του αντικειμένου ενδέχεται να παραμένει τώρα σε τροχιά γύρω της.

Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του NGC 4845 φαίνεται μάλιστα ότι παίζει με το φαγητό της, αφού τα χαρακτηριστικά της λάμψης υποδεικνύουν ότι υπάρχει μια καθυστέρηση 2-3 μηνών ανάμεσα στα πρώτα στάδια διάλυσης του αντικειμένου και την εκπομπή της ακτινοβολίας.

Μαύρες Τρύπες

Η περίφημη θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν είχε προβλέψει την ύπαρξή τους από τις αρχές του 20ου αιώνα, εντούτοις μόλις πρόσφατα μας δόθηκε η ευκαιρία ν’ απαντήσουμε σε κάποια από τα ερωτήματα που έχουμε γι’ αυτές.

Τ’ άστρα πεθαίνουν όταν ξεμείνουν από υδρογόνο και η τεράστια βαρύτητα του άστρου εξαναγκάζει τον πυρήνα του σε κατάρρευση, δημιουργώντας συγχρόνως ένα κρουστικό κύμα, το οποίο όταν φτάσει στην επιφάνεια διαλύει το άστρο με μια τρομερή έκρηξη που ονομάζεται σουπερνόβα.

Μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα η τεράστια βαρύτητα συμπιέζει τα υλικά του αστρικού πυρήνα στο μέγεθος μιας μπάλας 20 χιλιομέτρων. Η πυκνότητα είναι τόσο μεγάλη, ώστε όλα τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια του πυρήνα συμπιέζονται και μετατρέπονται σε νετρόνια. Ένα κουταλάκι υλικών από την υπερσυμπιεσμένη μάζα ζυγίζει ένα δισεκατομμύριο τόνους, ενώ η μικρή περιστρεφόμενη μπάλα που έχει απομείνει έχει μετατραπεί σ’ ένα άστρο νετρονίων. Από τους μαγνητικούς πόλους αυτού του άστρου δυο πίδακες εκτοξεύουν στο διάστημα υπερθερμασμένα αέρια και ακτινοβολίες σαν ένας κοσμικός φάρος. Η ακτινοβολία από το γοργά περιστρεφόμενο άστρο φτάνει στη Γη με ακρίβεια ενός εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου και με επαναλαμβανόμενο παλμικό ρυθμό. Γι’ αυτό τα άστρα αυτά ονομάζονται και Πάλσαρ.

Σήμερα γνωρίζουμε ότι ο πυρήνας ενός άστρου με το μέγεθος του Ήλιου μετατρέπεται σε άσπρο νάνο, τα άστρα με μάζα 15 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου μετατρέπονται σε άστρα νετρονίων. Τα άστρα που έχουν μάζα πάνω από 20 φορές τη μάζα του Ήλιου η κατάρρευση συνεχίζεται επ’ αόριστον και η πυκνότητα του αυξάνεται  επ’ άπειρον, ενώ συγχρόνως μικραίνει όλο και πιο πολύ, μέχρις ότου εξαφανιστεί τελείως. Η βαρύτητα του άστρου όμως συνεχίζει να υφίσταται, μια βαρύτητα όπου ούτε το φως μπορεί να δραπετεύσει, έχουμε δηλαδή μια Μαύρη Τρύπα. Τα όρια της Μαύρης Τρύπας ονομάζονται <<ορίζοντας γεγονότων>>, είναι τα όρια αυτά από τα οποία τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ανέτρεψε τις βασικές υποθέσεις που είχαμε μέχρι τότε για την απόλυτη φύση του χώρου και του χρόνου και μας έδειξε ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν ήταν παρά δυο διαφορετικές εκφάνσεις ενός χωροχρονικού συνεχούς. Το 1916 μας παρουσίασε τη θεωρία στην οποία λέει, ότι η παρουσία ύλης και ενέργειας καμπυλώνει και παραμορφώνει τη μορφή και τη δομή του τετραδιάστατου χωροχρόνου. Κατά τον Αϊνστάιν η βαρύτητα δεν είναι πια μια δύναμη η οποία έλκει την ύλη, αλλά είναι αυτή τούτη η καμπύλωση και η παραμόρφωση του χωροχρόνου.

Πώς όμως γνωρίζουμε ότι οι Μαύρες Τρύπες υπάρχουν;

Αν κοιτάξουμε προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Κύκνου στα όρια που τον περιβάλλουν, μπορούμε να διακρίνουμε πολλά αμυδρά άστρα που σχηματίζουν τη φωτεινή ζώνη του γαλαξία μας. Ένα από τα άστρα αυτά έχει την ονομασία HDE 22-68-68. Πρόκειται για ένα υπεργιγάντιο άστρο με μάζα 30 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Το άστρο αυτό έχει έναν αόρατο σύντροφο, του οποίου η ύπαρξη μάς αποκαλύπτεται από το γεγονός ότι τα μέλη αυτού του ζευγαριού περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο μια φορά κάθε πεντέμισι μέρες. Ο αόρατος αυτός συνοδός είναι ο <<Κύκνος Χ-1>>, και είναι μια από τις ισχυρότερες πηγές ακτινών Χ.

Όταν δυο αντικείμενα περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, οι τροχιές τους καθορίζονται από τις βαρυτικές δυνάμεις που υφίστανται μεταξύ τους  και οι οποίες εξαρτώνται από τη μάζα  καθενός από τα δυο σώματα. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν πως το αόρατο αντικείμενο είχε μάζα 5 φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο και θεωρούν βέβαιο ότι πρόκειται για μια Μαύρη Τρύπα.

Οι ακτίνες Χ που εκπέμπονται από τον Κύκνο Χ-1 είναι η απόδειξη ενός κοσμικού κανιβαλισμού. Η τεράστια βαρύτητα της Μαύρης Τρύπας καταβροχθίζει τα εξωτερικά αέρια στρώματα του υπεργιγάντιου συντρόφου του. Καθώς τα αέρια αυτά στρώματα πηγαίνοντας σπειροειδώς  προς την απύθμενη Μαύρη Τρύπα, τα άτομα από τα οποία αποτελούνται επιταχύνονται και συγκρούονται μεταξύ τους με απίθανες ταχύτητες, εκπέμποντας τεράστιες ποσότητες διαφόρων ειδών ενέργειας λίγο πριν χαθούν για πάντα.

Χάρη στη Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν μπορούμε τώρα να παρακολουθήσουμε την παραμόρφωση του χωροχρόνου σε κολοσσιαία κλίμακα. Μπορούμε να δούμε ολόκληρους γαλαξίες να συμπεριφέρονται σαν γιγάντιοι βαρυτικοί φακοί, των οποίων οι τεράστιες μάζες καμπυλώνουν και παραμορφώνουν το φως που έρχεται από τους πιο απόμακρους γαλαξίες.

Τα αντικείμενα με τεράστιες μάζες δημιουργούν χωροχρονικά βαρυτικά κύματα με τον ίδιο τρόπο που ένα βότσαλο δημιουργεί κύματα στο νερό. Τα μυστηριώδη αυτά κύματα του χώρου και του χρόνου προβλέπονται από τη θεωρία ότι δημιουργούνται από διάφορα είδη συγκρούσεων και μετακινήσεων παρεμβαλλομένων και των κρουστικών κυμάτων που σχηματίζονται από τη συγχώνευση δυο Μαύρων Τρυπών.

Οι Μαύρες Τρύπες εμποδίζουν τη γέννηση νέων άστρων γιατί διαλύουν τις συγκεντρώσεις αερίων και σκόνης. Όσο μικρότερος είναι ο γαλαξίας τόσο μικρότερη είναι και η Μαύρη Τρύπα τού πυρήνα του, με αποτέλεσμα οι μικρότεροι γαλαξίες να δημιουργούν πολύ περισσότερα νέα άστρα απ’ ότι οι μεγαλύτεροι γαλαξίες με τις γιγάντιες Μαύρες Τρύπες.