Λαμβάνοντας τις ιστορικές πρώτες εικόνες μαύρων τρυπών, οι επιστήμονες αποκάλυψαν την Τετάρτη την πρώτη εικόνα που δείχνει τα βίαια γεγονότα που εκτυλίσσονται γύρω από ένα από αυτά τα αδηφάγα κοσμικά μεγαθήρια, συμπεριλαμβανομένου του σημείου εκτόξευσης ενός κολοσσιαίου πίδακα σωματιδίων υψηλής ενέργειας που εκτοξεύονται προς το διάστημα.
Η νέα εικόνα λήφθηκε χρησιμοποιώντας 16 τηλεσκόπια σε διάφορες τοποθεσίες στη Γη που ουσιαστικά δημιούργησαν ένα πιάτο παρατήρησης μεγέθους πλανήτη. Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που απεικονίζεται βρίσκεται στο κέντρο ενός σχετικά κοντινού γαλαξία που ονομάζεται Messier 87 ή M87, περίπου 54 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.
Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο, 5,9 τρισεκατομμύρια μίλια (9,5 τρισεκατομμύρια χλμ).
Αυτή η μαύρη τρύπα, με μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο μας, ήταν το θέμα της πρώτης εικόνας ενός τέτοιου αντικειμένου που ελήφθη ποτέ, που κυκλοφόρησε το 2019, ενώ μια άλλη μαύρη τρύπα απεικονίστηκε πέρυσι.
Αυτές οι εικόνες, που έδειχναν μόνο το σκοτάδι της μαύρης τρύπας και έναν δακτύλιο από φωτεινό υλικό να βυθίζεται σε αυτήν, και η νέα προκύπτουν όλες από παρατηρήσεις που χρησιμοποιούν πολλαπλά ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο. Αλλά η νέα εικόνα, δείχνει φως που εκπέμπεται σε μεγαλύτερο μήκος κύματος, διευρύνοντας αυτό που μπορεί να φανεί.
Δύσκολο να παρατηρηθούν από την ίδια τους τη φύση, οι μαύρες τρύπες είναι ουράνιες οντότητες που ασκούν βαρυτική έλξη τόσο ισχυρή, που οποιαδήποτε ύλη ή φως δεν μπορεί να διαφύγει από την έλξη τους.
Οι περισσότεροι γαλαξίες είναι χτισμένοι γύρω από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Μερικοί είναι γνωστό ότι όχι μόνο ρουφούν οποιοδήποτε περιβάλλον υλικό, αλλά και ότι απελευθερώνουν τεράστιους και απίστευτα φωτεινούς πίδακες σωματιδίων υψηλής ενέργειας μακριά στο διάστημα – πέρα από τον ίδιο τον γαλαξία από τον οποίο προέρχονται.
Η νέα εικόνα δείχνει πώς η βάση ενός τέτοιου πίδακα συνδέεται με υλικό που στροβιλίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα σε μια δομή που μοιάζει με δακτύλιο.
Ολόκληρο το σύστημα γύρω από μια μαύρη τρύπα αποτυπώνεται στην εικόνα για πρώτη φορά. Δείχνει τη βάση του πίδακα θερμού πλάσματος, έναν ασαφή δακτύλιο φωτός από το καυτό πλάσμα που πέφτει στη μαύρη τρύπα και μια κεντρική σκοτεινή περιοχή -κάπως σαν μια τρύπα ντόνατ- που δημιουργήθηκε από την παρουσία της μαύρης τρύπας. Το πλάσμα – η τέταρτη κατάσταση της ύλης μετά τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια – είναι υλικό τόσο ζεστό που μερικά ή όλα τα άτομα του, χωρίζονται σε υποατομικά σωματίδια υψηλής ενέργειας.
«Η εικόνα υπογραμμίζει για πρώτη φορά τη σύνδεση μεταξύ της ροής προσαύξησης (υλικό που τραβιέται προς τα μέσα) κοντά στην κεντρική υπερμεγέθη μαύρη τρύπα και την προέλευση του πίδακα», δήλωσε ο αστροφυσικός Ru-Sen Lu της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στη Σαγκάη, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
«Αυτό βοηθά στην καλύτερη κατανόηση της περίπλοκης φυσικής γύρω από τις μαύρες τρύπες, πώς εκτοξεύονται και επιταχύνονται οι πίδακες και πώς σχετίζονται η εισροή ύλης στη μαύρη τρύπα και η εκροή ύλης», δήλωσε ο αστροφυσικός και συν-συγγραφέας της μελέτης Thomas Krichbaum του Ινστιτούτου Ραδιοφώνου Max Planck.
«Είναι κάτι που περίμεναν να δουν οι αστρονόμοι και οι αστροφυσικοί για περισσότερο από μισό αιώνα», δήλωσε ο αστροφυσικός και συν-συγγραφέας της μελέτης Kazunori Akiyama του Παρατηρητηρίου Haystack του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. «Αυτή είναι η αυγή μιας συναρπαστικής νέας εποχής».
Οι Lu, Krichbaum και Akiyama είναι μέλη του έργου Event Horizon Telescope (EHT), μιας διεθνούς συνεργασίας που ξεκίνησε το 2012 με στόχο την άμεση παρατήρηση του άμεσου περιβάλλοντος μιας μαύρης τρύπας. Ο ορίζοντας μιας μαύρης τρύπας είναι το σημείο πέρα από το οποίο οτιδήποτε – αστέρια, πλανήτες, αέριο, σκόνη και όλες οι μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας – καταπίνονται από αυτή.
Το έργο EHT έδωσε τις εικόνες των δύο υπερμεγέθων μαύρων τρυπών. Το δεύτερο – που κυκλοφόρησε πέρυσι – δείχνει αυτόν που κατοικεί στο κέντρο του Γαλαξία, που ονομάζεται Sagittarius A*, ή Sgr A*.
“Περιμένουμε να υπάρχει ένα παρόμοιο περιβάλλον και για τον Sgr A*”, είπε ο Lu.
