Η μαύρη τρύπα του Γαλαξία όπως θα φαινόταν με γυαλιά Polaroid

Η παραπάνω εικόνα μπορεί να μοιάζει με αφηρημένα γραφικά υπολογιστή, είναι όμως ένα πραγματικό πορτρέτο της μαύρης τρύπας που κρύβεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Συνδυάζοντας δεδομένα από ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο για να σχηματίσει ένα «υπερτηλεσκόπιο» στο μέγεθος της Γης, διεθνής ερευνητική κοινοπραξία απαθανάτισε για πρώτη φορά το πολωμένο φως γύρω από το κοσμικό τέρας.

Το φως πολώνεται (αλλάζει επίπεδο ταλάντωσης) όταν περνά μέσα από μαγνητικά πεδία, οπότε η εικόνα δείχνει ουσιαστικά τις γραμμές ενός πελώριου μαγνητικού πεδίου που συστρέφονται και σχηματίζουν μια σπείρα γύρω από μια κεντρική σκούρα κηλίδα, η οποία αντιστοιχεί στη σκιά της μαύρης τρύπας.

Η μελανή οπή, γνωστή ως  Τοξότης A* ή Sgr A*, έχει μάζα τέσσερα εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ήλιου και απέχει 26.000 έτη φωτός από τη Γη.

Τα ευρήματα, τα οποία παρουσιάζονται σε δύο επιμέρους μελέτες στο The Astrophysical Journal (εδώ και εδώ), δείχνουν να επιβεβαιώνουν τις υποψίες ότι ο Toξότης Α* μπορεί ανά διαστήματα να περνά φάσεις παροξυσμού, κατά τις οποίες εκτοξεύει από τους πόλους του ισχυρούς πίδακες ιονισμένου αερίου.

Η ιστορική πρώτη εικόνα του Τοξότη Α* παρουσιάστηκε το 2022. Η σκούρα κηλίδα στο κέντρο είναι η σκιά του ορίζοντα γεγονότων (EHT Collaboration)

Τέτοιοι παροξυσμοί μπορεί να συμβούν όταν μια μεγάλη ποσότητα υλικού –για παράδειγμα ένα άστρο- παγιδευτεί από το βαρυτικό πεδίο της μαύρης τρύπας και αρχίσει να περιφέρεται σπειροειδώς γύρω της πριν τελικά εξαφανιστεί για πάντα..

Παρατηρήσεις της κεντρικής μαύρης τρύπας του γαλαξία Messier 87, της μόνης άλλης τρύπας που έχει παρατηρηθεί σε πολωμένο φως, υποδεικνύουν ότι τα μαγνητικά πεδία της μαύρης τρύπας μπορούν να παγιδεύσουν ένα μέρος αυτού του υλικού και να το εκτοξεύσουν σε μορφή πιδάκων.

Τα μαγνητικά πεδία της μαύρης τρύπας M87* μοιάζουν με τα πεδία του SGr A* (EHT Collaboration)

«Πιστεύαμε εδώ και καιρό ότι τα μαγνητικά πεδία παίζουν βασικό ρόλο στο πώς οι μαύρες τρύπες ‘τρέφονται’ και εκτοξεύουν υλικό σε μορφή πανίσχυρων πιδάκων» δήλωσε η Σάρα Ισάουν του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Αυτή η νέα εικόνα, μαζί με την εντυπωσιακά παρόμοια δομή πόλωσης που βλέπουμε στην πολύ μεγαλύτερη και ισχυρότερη μαύρη τρύπα του M87*, δείχνει ότι τα ισχυρά και οργανωμένα μαγνητικά πεδία παίζουν κρίσιμο ρόλο στο πώς οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το αέριο και την ύλη γύρω τους».

Η νέα εικόνα, όπως και τα προηγούμενα πορτρέτα του Sgr A* και της μαύρης τρύπας του M87, τραβήχτηκε με το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (ETH), ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων που συνδύασαν τις παρατηρήσεις τους.

O πίδακας υλικού που εκτοξεύει η μαύρη τρύπα του γαλαξία M87 έχει μήκος 5.000 έτη φωτός (NASA/ESA/Hubble)

Ο ορίζοντας γεγονότων μιας μαύρης τρύπας είναι το κρίσιμο σημείο πέρα από το το οποίο η βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας είναι τόσο ισχυρή ώστε τίποτα –ακόμα και το φως- δεν μπορεί να αποδράσει.

Το υλικό που περιφέρεται γύρω από τον ορίζοντα γεγονότων, ένας δίσκος διάπυρου υλικού, μπορεί να δραπετεύσει μόνο αν παγιδευτεί από το μαγνητικό πεδίο του τέρατος και εκτοξευτεί από τους πίδακες των πόλων.

Τέτοιοι πίδακες, μήκους 5.000 ετών φωτός, έχουν παρατηρηθεί στη μαύρη τρύπα του γαλαξία M87, η οποία έχει μάζα 1.600 φορές μεγαλύτερη από του Τοξότη Α*.

Η νέα εικόνα υποδεικνύει ωστόσο ότι τέτοιοι πίδακες μπορεί να εκτοξευτούν και από τη μαύρη τρύπα του δικού μας Γαλαξία.

Το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (ETH) θα περιμένει να τους ανακαλύψει.