Αστρονόμοι παρατήρησαν για πρώτη φορά στην ίδια εικόνα μαύρη τρύπα να εκτοξεύει έναν ισχυρό πίδακα

Για πρώτη φορά οι αστρονόμοι παρατήρησαν στην ίδια εικόνα τη σκιά μια μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία Μεσιέ 87 (Μ87) και τον ισχυρό πίδακα που εκτοξεύεται από αυτήν. Χάρη σε αυτήν την εικόνα, μπορούν να κατανοήσουν καλύτερα πώς οι μαύρες τρύπες μπορούν να εκτοξεύουν αυτούς τους πίδακες. Η σχετική δημοσίευση, στην οποία συμμετέχει ερευνήτρια του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας στην Κρήτη, παρουσιάζεται στο περιοδικό «Nature».

Οι περισσότεροι γαλαξίες έχουν στο κέντρο τους μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Ενώ οι μαύρες τρύπες είναι γνωστό ότι καταπίνουν την ύλη στην άμεση περιοχή τους, μπορούν επίσης να εκτοξεύσουν ισχυρούς πίδακες ύλης που εκτείνονται πέρα από τους γαλαξίες στους οποίους ζουν. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι μαύρες τρύπες δημιουργούν τέτοιους τεράστιους πίδακες αποτελεί ένα μακροχρόνιο ερώτημα της αστρονομίας.

Η νέα εικόνα δείχνει για πρώτη φορά ακριβώς αυτό: πώς η βάση ενός πίδακα συνδέεται με την ύλη που στροβιλίζεται γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα εξίμισι δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο. Η μαύρη τρύπα βρίσκεται στον γαλαξία Μ87, σε απόσταση 55 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας.

Όπως επισημαίνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ η Καρολίνα Κασάντιο, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας και στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης, η οποία συμμετέχει στη δημοσίευση, «ο μηχανισμός εκτόξευσης των ισχυρών σχετικιστικών πιδάκων από το περιβάλλον των αδηφάγων υπερμεγεθών μαύρων τρυπών, οι οποίες βρίσκονται στο κέντρο των ενεργών γαλαξιών, εξακολουθεί να προβληματίζει την αστροφυσική κοινότητα». «Με αυτή τη νέα εικόνα του Μ87», εξηγεί η κ. Κασάντιο, «παρατηρούμε για πρώτη φορά τη σύνδεση μεταξύ του πίδακα και της περιοχής εκπομπής που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα. Αυτό προσθέτει ένα νέο σημαντικό στοιχείο για να λυθεί το μυστήριο του μηχανισμού εκτόξευσης πιδάκων».

Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη από τη μαύρη τρύπα στον γαλαξία Μ87 και τον ισχυρό πίδακά της. Credit: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Η συγκεκριμένη μαύρη τρύπα απεικονίστηκε για πρώτη φορά από το τηλεσκόπιο Event Horizon Telescope (EHT) το 2017, ωστόσο η εικόνα που δημοσιεύεται σήμερα δείχνει ραδιοφωτισμό που εκπέμπεται σε μεγαλύτερο μήκος κύματος από ό,τι η εικόνα του EHT. «Σε αυτό το μήκος κύματος μπορούμε να δούμε πώς ο πίδακας αναδύεται από τον δακτύλιο εκπομπής γύρω από την κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα», σημειώνει ο Τόμας Κρικμπάουμ από το Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ για τη Ραδιοαστρονομία. Επίσης, το μέγεθος του δακτυλίου που παρατηρείται σήμερα είναι περίπου 50% μεγαλύτερο σε σύγκριση με την προηγούμενη εικόνα και οι προσομοιώσεις που έγιναν σε υπολογιστή για τις ανάγκες της έρευνας υποδηλώνουν ότι η νέα εικόνα αποκαλύπτει περισσότερο υλικό που πέφτει προς τη μαύρη τρύπα από αυτό που θα μπορούσε να παρατηρηθεί με το EHT.

Οι παρατηρήσεις της παρούσας έρευνας έγιναν το 2018 με τρεις διαφορετικές ομάδες τηλεσκοπίων, τα GMVA που βρίσκονται στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική, ALMA στην έρημο Ατακάμα της Χιλής, στο οποίο συνεργάζεται και το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO) και GLT στη Γροιλανδία. Επισημαίνεται ότι για να αποτυπωθεί σωστά το πραγματικό σχήμα ενός αστρονομικού αντικειμένου είναι σημαντικό τα τηλεσκόπια να είναι διασκορπισμένα σε όλη τη Γη. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με αυτό το δίκτυο τηλεσκοπίων θα συνεχίσουν να αποκαλύπτουν πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορούν να εκτοξεύουν ισχυρούς πίδακες.

Φωτο: Εικόνα του πίδακα και της σκιάς της μαύρης τρύπας στον γαλαξία Μ87. Credit: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)