Κοσμικός σπρίντερ στο κέντρο ενός γαλαξία, Superfast Spinning Black Hole Tearing Up Space at Nearly the Speed of Light

Καλλιτεχνική απεικόνιση της μαύρης τρύπας του γαλαξία NGC 1365 η οποία περιστρέφεται με τη ταχύτητα του φωτός. This handout artist’s rendition provided February 27, 2013 by NASA/JPL-Caltech, illustrates a supermassive black hole with millions to billions times the mass of our sun. Supermassive black holes are enormously dense objects buried at the hearts of galaxies. In this illustration, the supermassive black hole at the center is surrounded by matter flowing onto the black hole in what is termed an accretion disk. This disk forms as the dust and gas in the galaxy falls onto the hole, attracted by its gravity. Also shown is an outflowing jet of energetic particles, believed to be powered by the black hole’s spin. The regions near black holes contain compact sources of high energy X-ray radiation thought, in some scenarios, to originate from the base of these jets. This high energy X-radiation lights up the disk, which reflects it, making the disk a source of X-rays. The reflected light enables astronomers to see how fast matter is swirling in the inner region of the disk, and ultimately to measure the black hole’s spin rate. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Διεθνής ομάδα αστρονόμων έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη. Εντόπισε μια γιγάντια μαύρη τρύπα που περιστρέφεται με ταχύτητα που πλησιάζει αυτή του φωτός

Πιο γρήγορα δεν γίνεται

Matter can orbit closer to a black hole if the black hole is spinning rapidly. The spin rate can be derived from the more or less elongated shape of the X-ray emission line emitted by iron atoms swirling around the black hole. (Illustration: NASA/CXC/M Weiss; Spectra: NASA/CXC/SAO/J Miller et al.)

Ομάδα επιστημόνων του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian στις ΗΠΑ και του Αστεροσκοπείου Arcetri Φλωρεντία χρησιμοποίησαν τα διαστημικά παρατηρητήρια NuSTAR και XMM-Newton X-ray για να μελετήσουν τη μελανή οπή που βρίσκεται στο κέντρο του σπειροειδή γαλαξία NGC 1365. Ο γαλαξίας βρίσκεται σε απόσταση 60 εκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς και η μαύρη τρύπα στο κέντρο του εκτιμάται ότι έχει διάμετρο 3.2 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η μελανή οπή περιστρέφεται με ταχύτητα που πλησιάζει αυτή του φωτός.

«Είναι η πρώτη φορά που υπάρχει ακριβής μέτρηση της περιστροφής μιας γιγάντιας μαύρης τρύπας» αναφέρει ο Γκουίντο Ριζάλτι, επικεφαλής της έρευνας.

Η αξία της ανακάλυψης

The massive spiral galaxy NGC 1365 has a huge black hole in its heart, spinning at nearly the speed of light. Image credit: ESO/P. Grosbøl

Μόλις δύο παράμετροι καθορίζουν μια μελανή οπή, η μάζα και η περιστροφή της. Όπως υποστηρίζουν οι ειδικοί αν γνωρίζει κάποιος αυτές τις δύο παραμέτρους γνωρίζει πρακτικά τα πάντα για μια μαύρη τρύπα. Μάλιστα τα δεδομένα για τη περιστροφή μιας μαύρης τρύπας είναι πιο σημαντικά από εκείνα για τη μάζα της. Αυτό γιατί τα δεδομένα της περιστροφής μιας μαύρης τρύπας μπορούν να αποκαλύψουν στοιχεία για το παρελθόν του γαλαξία στον οποίο βρίσκεται.

«Η περιστροφή μιας μαύρης τρύπας αποτελεί ένα είδος μνήμης, ένα αρχείο, της ιστορίας ολόκληρου του γαλαξία στον οποίο βρίσκεται» αναφέρει ο Ριζάλτι. Η μελανή οπή στον NGC 1365 έχει μάζα κατά εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Δεν γεννήθηκε όμως τόσο μεγάλη αφού όπως φαίνεται στο πέρας των αιώνων «καταβρόχθισε» πολλά άστρα και ανυπολόγιστη ποσότητα κοσμικής ύλης (αέρια, σκόνη) ενώ οι ερευνητές εκτιμούν ότι υπήρξαν και συγχωνεύσεις με άλλες μελανές οπές για να φτάσει στο σημερινό γιγάντιο μέγεθος της. Η έρευνα μεταφέρεται στην επιθεώρηση «Nature».

Βρέθηκαν τα... αποφάγια του Γαλαξία. Hubble Telescope Reveals Milky Way Galaxy's Cannibal Past

Το απομακρυσμένο από το γαλαξιακό κέντρο κέλυφος μέσα στο οποίο κινούνται λίγα άστρα. Η ύπαρξη τους εκεί οφείλεται πιθανώς σε γαλαξιακό κανιβαλισμό. This illustration shows the disk of our Milky Way galaxy, surrounded by a faint, extended halo of old stars. Astronomers using the Hubble Space Telescope to observe the nearby Andromeda galaxy serendipitously identified a dozen foreground stars in the Milky Way halo. They measured the first sideways motions (represented by the arrows) for such distant halo stars. The motions indicate the possible presence of a shell in the halo, which may have formed from the accretion of a dwarf galaxy. This observation supports the view that the Milky Way has undergone continuing growth and evolution over its lifetime by consuming smaller galaxies. Illustration Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ανακάλυψη έκανε ομάδα αστρονόμων στις ΗΠΑ. Μελετώντας δεδομένα από παρατηρήσεις επτά ετών που έκανε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble οι ερευνητές εντόπισαν μια ομάδα απομακρυσμένων άστρων τα οποία όπως υποστηρίζουν είναι τα απομεινάρια γαλαξιακού κανιβαλισμού. Σύμφωνα με τους ερευνητές ο γαλαξίας μας «κατάπιε» κάποτε ένα μικρότερο γειτονικό γαλαξία και τα άστρα που εντοπίστηκαν είναι «αυτόπτες μάρτυρες» του τι συνέβη.

Τα άστρα

Την ανακάλυψη έκανε ομάδα αστρονόμων από μεγάλα αμερικανικά πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα. Εντόπισαν σε απόσταση 80 χιλιάδων ετών φωτός από το κέντρο του γαλαξία μας μια κοσμική δομή, ένα «κέλυφος» όπως το χαρακτηρίζουν μέσα στο οποίο βρίσκονται 13 άστρα.

Σύμφωνα με τους ερευνητές τα άστρα αυτά είναι ότι απέμεινε από την «επίθεση» του Γαλαξία σε ένα μικρότερο τον οποίο τελικά και απορρόφησε. Η ανακάλυψη θεωρείται πολύ σημαντική για δύο λόγους. Πρώτον γιατί ενισχύει τη θεωρία ότι ο γαλαξίας μας αναπτυσσόταν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα «κανιβαλίζοντας» μικρότερους γαλαξίες που βρίσκονταν στη κοσμική μας γειτονιά.

Δεύτερον γιατί τα συμπεράσματα της έρευνας μπορεί να βοηθήσουν τους επιστήμονες να το πώς η μάζα κατανέμεται μέσα στον γαλαξία μας κάτι που με τη σειρά του θα αποκαλύψει στοιχεία για τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη που πιστεύεται ότι αποτελεί το 80% της ύλης του Σύμπαντος.

«Η ανακάλυψη μιας χούφτας απομακρυσμένων άστρων στον γαλαξία μας δεν ήταν κάτι εύκολο. Ήταν πραγματικά σαν να ψάχνεις βελόνα μέσα στα άχυρα» αναφέρει σε ανακοίνωση του ο Ρόλαντ βαν ντε Μάρελ του Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη, μέλος της ερευνητικής ομάδας

Η εξήγηση

Η κοσμική δομή εντός της οποίας κινούνται τα 13 άστρα, αυτό το «κέλυφος», καθώς και ο τρόπος που κινείται η ομάδα των άστρων είναι φαινόμενα που σύμφωνα με τους ειδικούς μπορούν να υπάρξουν μετά από την απορρόφηση ενός μικρότερου γαλαξία από ένα κοντινό μεγαλύτερο από αυτόν.

«Αυτό που μπορεί να συμβαίνει είναι ότι τα άστρα αυτά κινούνται πολύ αργά επειδή βρίσκονται στο απόκεντρο, στο πιο απομακρυσμένο σημείο της τροχιάς τους από το κέντρο του γαλαξία μας. Η ακτινική κίνηση των άστρων μειώνεται σε σχέση με την εφαπτόμενη κίνηση αυτό έχει ως αποτέλεσμα να έχουν μια περίεργη ομαδοποιημένη συμπεριφορά όταν κινούνται προς το κέντρο του Γαλαξία» αναφέρει η Άλις Ντίσον, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, που ήταν επικεφαλής των ερευνητών.

Οι ερευνητές μελετούν τα άστρα και τη συμπεριφορά τους ευελπιστώντας ότι θα βρουν νέα στοιχεία για τη δημιουργία και εξέλιξη του Γαλαξία. Ελπίζουν επίσης ότι θα μπορέσουν να υπολογίσουν με ακρίβεια τη μάζα του γαλαξία μας. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal».

H μεγαλύτερη «δίνη» στον Κόσμο. The Whirlpool Galaxy

The Whirlpool Galaxy is a classic spiral galaxy. At only 30 million light years distant and fully 60 thousand light years across, M51, also known as NGC 5194, is one of the brightest and most picturesque galaxies on the sky. This image is a digital combination of a ground-based image from the 0.9-meter telescope at Kitt Peak National Observatory and a space-based image from the Hubble Space Telescope highlighting sharp features normally too red to be seen.  Image Credit: NASA/Hubble

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια εντυπωσιακή φωτογραφία του γαλαξία Μ51Α που οι επιστήμονες του έχουν προσδώσει λόγω του σχήματος του το όνομα «Γαλαξίας της Δίνης». Ο σπειροειδής γαλαξίας με καθαρή δομή βραχιόνων για αυτό και μοιάζει με μια κοσμική δίνη.

Space image (M51) from the Hubble Space Telescope. Music: Trailer - Join The Hunt by White Wall Images: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScl/AURA)

Νέες παρατηρήσεις του γαλαξία αναπροσάρμοσαν τα δεδομένα που γνωρίζαμε για αυτόν. Όπως αναφέρει η NASA ο γαλαξίας δεν βρίσκεται σε απόσταση 23 εκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς αλλά σε απόσταση 30 εκατομμυρίων ετών φωτός. Η διάμετρος του δεν είναι 40 χιλιάδες έτη φωτός αλλά 60 χιλιάδες. Το τηλεσκόπιο των 0.9 μέτρων του Εθνικού Αστεροσκοπείου Kitt Peak στην Αριζόνα κατέγραψε μια εντυπωσιακή κοντινή εικόνα του γαλαξία.