Ασυνήθιστη μαύρη τρύπα ντύθηκε με δαχτυλίδια από ηχώ

Πιθανώς έχετε δει την απίστευτη πρώτη πραγματική εικόνα μιας μαύρης τρύπας, που κυκλοφόρησε το 2019. Τώρα κυκλοφορεί μια άλλη θεαματική εικόνα: μια μαύρη τρύπα με δακτυλίους.

Το Chandra X-ray Observatory κυκλοφόρησε αυτή τη νέα εικόνα νωρίτερα αυτόν τον μήνα (5 Αυγούστου 2021). Είναι μια σύνθετη εικόνα που δείχνει τη μαύρη τρύπα που περιβάλλεται από δακτύλιο ακτίνων Χ, αλλά και υπέρυθρο και ορατό φως. Το φαινόμενο της ηχούς, παρόμοιο με τον αντίλαλο στη Γη, πιστεύεται ότι δημιουργεί αυτούς τους δακτυλίους.

Οι αστρονόμοι εντόπισαν συνολικά οκτώ ομόκεντρους δακτυλίους γύρω από τη μαύρη τρύπα V404 Cygni το 2015. Αυτή η μαύρη τρύπα, V404 Cygni, βρίσκεται σε ένα δυαδικό σύστημα 7.800 έτη φωτός μακριά. Το σύντροφο αστέρι στο δυαδικό σύστημα είναι περίπου το ήμισυ της μάζας του ήλιου μας. Οι αστρονόμοι είδαν για πρώτη φορά τους δακτυλίους του V404 Cygni σε ακτίνες Χ. Οι δακτύλιοι δεν φαίνονται στο ορατό φάσμα.

Το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ της NASA Chandra και το Παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift (Swift) απέκτησαν τα δεδομένα για να αποκαλύψουν τους δακτυλίους και να δημιουργήσουν τη νέα εικόνα το 2015.

Τι δημιούργησε τους δακτυλίους;

Οι δακτύλιοι δημιουργούνται από ελαφρά ηχώ, ένα φαινόμενο που μοιάζει με την ηχώ στη Γη που παράγεται καθώς τα ηχητικά κύματα αναπηδούν σε σκληρές επιφάνειες. Έτσι, τα δαχτυλίδια είναι, στην πραγματικότητα, ηχώ που δεν μπορεί να ακουστεί ή να φανεί στο συνηθισμένο ορατό φως. Οι ακτίνες Χ από τη μαύρη τρύπα αναπηδούν ή «ηχούν» από τα σύννεφα της διαστρικής σκόνης μεταξύ της μαύρης τρύπας και της Γης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πρόκειται για σύννεφα σκόνης εντελώς ξεχωριστά από τη μαύρη τρύπα, και όχι για το δίσκο συσσώρευσης σκόνης γύρω από την ίδια τη μαύρη τρύπα.

Όπως έγραψε το δελτίο τύπου: «Αντί ηχητικών κυμάτων να αναπηδούν από έναν τοίχο φαραγγιού, το φως αντηχεί γύρω από το V404 Cygni όταν μια έκρηξη ακτίνων Χ αντανακλάστηκε από το σύστημα της μαύρης τρύπας από τα σύννεφα σκόνης μεταξύ του V404 Cygni και της Γης.

Ποιος ανακάλυψε τους δακτυλίους;

Αρχικά, το τηλεσκόπιο Swift εντόπισε μια έκρηξη ακτίνων Χ που προέρχονται από το V404 Cygni, στις 5 Ιουνίου 2015. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Sebastian Heinz του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison, ανέλυσαν 50 παρατηρήσεις του συστήματος που πραγματοποίησε το Swift το 2015 μεταξύ 30 Ιουνίου και 25 Αυγούστου. Επιπλέον, εξέτασαν επίσης τις παρατηρήσεις του Chandra από τις 11 και 25 Ιουλίου 2015.

Η έκρηξη ακτίνων Χ από το V404 Cygni ήταν φωτεινή, τόσο φωτεινή που η ομάδα αποφάσισε να το τοποθετήσει ανάμεσα στους ανιχνευτές του τηλεσκοπίου, ώστε να αποφευχθεί η ζημιά στο ευαίσθητο όργανο.

Όπως μπορείτε να δείτε στις εικόνες, οι δακτύλιοι είναι πολύ εμφανείς στο μήκος κύματος της ακτίνας Χ. Ωστόσο, δεν θα βλέπατε τίποτα αν κοιτάζατε μόνο με τα μάτια σας. Αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα για το πώς υπάρχει πολλή δομή και δραστηριότητα στο σύμπαν που τα ανθρώπινα μάτια δεν μπορούν καθόλου να δουν.

Οι εικόνες δεν είναι μόνο απίθανες, παρέχουν επίσης στους επιστήμονες πληροφορίες για τη μαύρη τρύπα, το σύντροφο αστέρι και τα σύννεφα σκόνης. Επίσης, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν την απόσταση από τα σύννεφα σκόνης εξετάζοντας τη διάμετρο των δακτυλίων. Όσο μεγαλύτεροι είναι οι δακτύλιοι, τόσο πιο κοντά είναι τα σύννεφα σκόνης στη Γη.

Κοιτάζοντας τα φάσματα των ακτίνων Χ, οι αστρονόμοι μπορούν επίσης να καθορίσουν τη σύνθεση της σκόνης στα νεφελώματα αυτά. Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι οι κόκκοι σκόνης αποτελούνται πιθανότατα από γραφίτη και πυριτικό άλας. Ένα βασικό εύρημα ήταν ότι οι πυκνότητες των νεφών της σκόνης δεν φαίνεται να είναι ομοιόμορφες προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτό το αποτέλεσμα προέκυψε από την ανάλυση των εσωτερικών δακτυλίων με το τηλεσκόπιο Chandra.

Παρόμοιοι δακτύλιοι είχαν επίσης εντοπιστεί προηγουμένως γύρω από το Circinus X-1, ένα αστέρι νετρονίων (επίσης δυαδικό σύστημα) 30.700 έτη φωτός μακριά. Ένα αστέρι νετρονίων είναι ο υπολειπόμενος πυκνός πυρήνας ενός τεράστιου αστέρα που έχει εκραγεί.