Πέμπτη, 29 Οκτωβρίου 2015

Το εκπληκτικό στέμμα της μαύρης τρύπας. Black Hole Has Major Flare

Καλλιτεχνική απεικόνιση της εκπομπής ακτινοβολίας από τo στέμμα της μελανής οπής Mrk 335. Artist’s concept of a supermassive black hole, surrounded by a swirling disk of material falling onto it. The purplish ball of light depicted launching from the black hole is its corona. The launch of the corona may generate an X-ray flare. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Λίγο φως στον... σκοτεινό κόσμο των μελανών οπών ρίχνουν οι παρατηρήσεις δύο μελανών οπών από τα διαστημικά τηλεσκόπια  Swift και NuSTAR. Τα δύο κατάφεραν να εντοπίσουν μια γιγάντια εκπομπή ακτίνων Χ από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα Mrk 335 που βρίσκεται σε απόσταση 324 εκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Πήγασου. Η ακτινοβολία πηγάζει από μια ζώνη των μελανών οπών στην οποία οι επιστήμονες έχουν δώσει την ίδια ονομασία με το ανώτερο στρώμα του ‘Ηλιου, δηλαδή στέμμα (corona).

Το φαινόμενο

Εντοπίστηκε μυστηριώδες φαινόμενο εκπομπής ακτίνων Χ από γιγάντια μελανή οπή. Artist’s concept showing how a shifting corona can create a flare of X-rays around a black hole. The corona gathers inward (left), becoming brighter, before shooting away from the black hole (middle and right). Astronomers don’t know why the coronas shift, but they have learned that this process leads to an X-ray flare. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Το καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας μαύρης τρύπας είναι η εμφάνιση ενός ορίζοντα γεγονότων σε ένα όριο στο χωροχρόνο μέσα από το οποίο η ύλη και το φως μπορεί να περάσει μόνο προς τα μέσα για τη μάζα της μαύρης τρύπας. Τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει από το εσωτερικό του ορίζοντα γεγονότων. Ο ορίζοντας των γεγονότων αναφέρεται ως τέτοιος, διότι αν κάτι συμβεί εντός των ορίων του, οι πληροφορίες από αυτό το γεγονός δεν μπορούν να φτάσουν σε ένα εξωτερικό παρατηρητή, καθιστώντας αδύνατο να προσδιοριστεί αν κάτι τέτοιο συνέβη.

Θεωρητικά κανένα αντικείμενο πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων δεν θα μπορούσε να έχει αρκετή ταχύτητα να διαφύγει από μια μαύρη τρύπα, συμπεριλαμβανομένου και του φωτός. Εξαιτίας αυτού, οι μαύρες τρύπες δεν μπορούν να εκπέμψουν κανενός είδους φως ή άλλο στοιχείο που θα μπορούσε να επιβεβαιώσει την ύπαρξή τους. Παρ' όλα αυτά οι μαύρες τρύπες μπορούν να ανιχνευτούν με την μελέτη φαινομένων γύρω τους, όπως για παράδειγμα η βαρυτική διάθλαση και τα αστέρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από χώρο που δεν φαίνεται να υπάρχει εμφανής ύλη.

Η παρατήρηση

Artist’s concept of a supermassive black hole. The regions around such objects shine brightly in X-rays. Some of this radiation comes from a surrounding disk, and most comes from the corona, pictured here in this artist’s concept as the white light at the base of a jet. This is one possible configuration for a corona – its actual shape is unknown. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Τα πιο εμφανή αποτελέσματα πιστεύεται ότι προέρχονται από ύλη που πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, η οποία προβλέπεται ότι συγκεντρώνεται σε ένα εξαιρετικά θερμό και γρήγορα περιστρεφόμενο δίσκο γύρω από τη μαύρη τρύπα, πριν εισέλθει σε αυτή. O δίσκος αυτός είναι γνωστός ως δίσκος προσαύξησης. Η τριβή ανάμεσα σε γειτονικές ζώνες αυτού του δίσκου τον θερμαίνουν τόσο, ώστε να ακτινοβολεί μεγάλη ποσότητα ακτίνων Χ. Υπάρχει όμως και μια δεύτερη πηγή εκπομπής ακτίνων Χ στις μαύρες τρύπες που είναι το στέμμα της, μια περιοχή συγκέντρωσης γιγάντιων ποσοτήτων σωματιδίων υψηλής ενέργειας.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να συλλέξουν σημαντικά δεδομένα από αυτά τα... στέμματα για αυτό και οι παρατηρήσεις των δύο τηλεσκοπίων θεωρούνται εξαιρετικά σημαντικές. «Είναι η πρώτη φορά που καταφέρνουμε να καταγράψουμε εκπομπή ακτινοβολία από ένα στέμμα μαύρης τρύπας. Αυτές οι παρατηρήσεις θα μας βοηθήσουν να καλύτερα το πώς λειτουργούν οι υπερμεγέθεις μελανές οπές» δηλώνει ο Νταν Γουίλκινς του Πανεπιστημίου Saint Mary's στον Καναδά που ήταν επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».