Πώς αποτυπώνεις στο μυαλό σου κάτι τόσο τεράστιο όσο η ενέργεια δέκα τρισεκατομμυρίων ήλιων; Οι επιστήμονες αντιμετώπισαν αυτή την πρόκληση όταν κατέγραψαν το πιο ισχυρό και μακρινό φαινόμενο ακτινοβολίας από μαύρη τρύπα που έχει παρατηρηθεί ποτέ, μια αστρική έκρηξη τόσο εκθαμβωτική, που θα έκανε ολόκληρους γαλαξίες να μοιάζουν με πυγολαμπίδες.
Η ανακάλυψη προέρχεται από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής ερευνητές του Caltech. Το φαινόμενο εντοπίστηκε αρχικά το 2018 από το Zwicky Transient Facility (ZTF), ένα τηλεσκόπιο σχεδιασμένο να ανιχνεύει μεταβατικά κοσμικά γεγονότα, σε συνεργασία με το Catalina Real-Time Transient Survey. Αυτό που κατέγραψαν τότε έμοιαζε με μια συνηθισμένη έξαρση φωτεινότητας σε ενεργό γαλαξιακό πυρήνα, έναν τύπο μαύρης τρύπας που «τρέφεται» με υλικό από τον περιβάλλοντα δίσκο της. Όμως, όπως αποδείχθηκε, δεν ήταν τίποτα συνηθισμένο.
Στην καρδιά αυτού του γεγονότος βρίσκεται μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα, περίπου 500 εκατομμύρια φορές πιο ογκώδης από τον Ήλιο μας, που βρίσκεται 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη. Για να γίνει πιο κατανοητό: το φως από το φαινόμενο που βλέπουμε σήμερα ξεκίνησε να ταξιδεύει προς εμάς όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη νέο, μόλις ένα τρίτο της σημερινής του ηλικίας.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η εκτυφλωτική αυτή λάμψη προκλήθηκε από ένα γεγονός γνωστό ως tidal disruption event (TDE), μια κοσμική τραγωδία όπου η τεράστια βαρυτική έλξη μιας μαύρης τρύπας κατακερματίζει ένα κοντινό άστρο. Καθώς το αστρικό υλικό διαλύεται και περιστρέφεται γύρω από τη μαύρη τρύπα, θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες, απελευθερώνοντας φως και ακτινοβολία σε κλίμακες σχεδόν αδιανόητες.
Στην προκειμένη περίπτωση, το θύμα της μαύρης τρύπας φαίνεται να ήταν ένα άστρο περίπου 30 φορές πιο βαρύ από τον Ήλιο μας. Και σύμφωνα με το Caltech, τη στιγμή της μέγιστης φωτεινότητας, το φαινόμενο έλαμψε με φως ισοδύναμο με 10 τρισεκατομμύρια Ήλιους.
«Αυτό δεν μοιάζει με κανένα ενεργό γαλαξιακό πυρήνα που έχουμε δει ως τώρα», δήλωσε ο Matthew Graham, ερευνητής αστρονομίας στο Caltech και επιστημονικός υπεύθυνος του ZTF. Η ένταση και η διάρκεια του φαινομένου ξεπερνούν κατά πολύ τις γνωστές εξάρσεις που παράγουν οι περισσότερες μαύρες τρύπες, οδηγώντας τους επιστήμονες να αναθεωρήσουν τα μοντέλα που περιγράφουν το πώς ακριβώς «καταναλώνουν» τα άστρα αυτά τα κοσμικά τέρατα.
Σε ένα συνηθισμένο TDE, η φωτεινότητα κορυφώνεται μέσα σε μερικές εβδομάδες ή μήνες και στη συνέχεια υποχωρεί. Στην περίπτωση αυτή όμως, το φως παρέμεινε εξαιρετικά έντονο για πολύ περισσότερο διάστημα, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο μηχανισμός εκπομπής ενέργειας ίσως να ήταν διαφορετικός ή να εμπλέκονταν επιπλέον φυσικές διεργασίες. Μια πιθανότητα είναι ότι η μαύρη τρύπα δεν απλώς κατέστρεψε το άστρο, αλλά εκτόξευσε τεράστια πίδακες ύλης και ακτινοβολίας προς το Διάστημα, παρόμοιους με εκείνους που παρατηρούνται σε quasar.
Το Zwicky Transient Facility παίζει κρίσιμο ρόλο σε τέτοιες ανακαλύψεις. Με τη δυνατότητά του να σαρώνει ολόκληρο τον ουρανό κάθε νύχτα, εντοπίζει μεταβολές στη φωτεινότητα αστέρων και γαλαξιών σχεδόν σε πραγματικό χρόνο. Χάρη σε αυτό, οι ερευνητές μπόρεσαν να παρακολουθήσουν την εξέλιξη του φαινομένου από την αρχή, συγκεντρώνοντας δεδομένα που θα ήταν αδύνατο να ληφθούν με παραδοσιακές παρατηρήσεις.
Η ανάλυση των δεδομένων αποκάλυψε ότι η εκπομπή ενέργειας δεν ήταν μόνο εξαιρετικά ισχυρή, αλλά και πολύπλοκη. Οι μεταβολές στο φάσμα του φωτός δείχνουν ότι η μαύρη τρύπα απορροφούσε τεράστιες ποσότητες ύλης, αλλά ταυτόχρονα έστελνε ενέργεια πίσω στο περιβάλλον της, επηρεάζοντας την κίνηση αερίων και τη δημιουργία νέων άστρων στην περιοχή.
Παρόλο που βρίσκεται τόσο μακριά, το γεγονός προσφέρει στους επιστήμονες ένα σπάνιο παράθυρο για να κατανοήσουν πώς εξελίσσονταν οι μαύρες τρύπες και οι γαλαξίες στο πρώιμο Σύμπαν. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες θεωρούνται βασικοί παράγοντες στη διαμόρφωση των γαλαξιών, όμως ο τρόπος με τον οποίο «τρέφονται» και επηρεάζουν το περιβάλλον τους παραμένει εν πολλοίς άγνωστος.
Η παρατήρηση ενός τόσο μακρινού και ακραίου φαινομένου επιτρέπει στους ερευνητές να δοκιμάσουν θεωρίες για τη φυσική των μαύρων τρυπών υπό συνθήκες που δεν μπορούμε να αναπαράγουμε στη Γη. Επίσης, τέτοια γεγονότα συμβάλλουν στην καλύτερη κατανόηση της κοσμικής εξέλιξης, από τη δημιουργία των πρώτων γαλαξιών έως τον τρόπο που διαμορφώνεται η σημερινή δομή του Σύμπαντος.
Ίσως το πιο εντυπωσιακό στοιχείο αυτής της ιστορίας είναι ότι ένα αντικείμενο γνωστό για την ικανότητά του να «καταπίνει» φως μπόρεσε να δημιουργήσει μια λάμψη τόσο εκθαμβωτική. Οι μαύρες τρύπες, από τη φύση τους, δεν εκπέμπουν φως – όμως η βία με την οποία απορροφούν την ύλη μπορεί να προκαλέσει εκρήξεις που διαρκούν χιλιάδες χρόνια και φωτίζουν το μισό Σύμπαν.
[source]
