Οι μαύρες τρύπες είναι αόρατες με γυμνό μάτι, δεν έχουν τοπικά ανιχνεύσιμα χαρακτηριστικά και ακόμη και το φως δεν μπορεί να τις διαφύγει. Κι όμως, η επιρροή τους στο περιβάλλον τους τα καθιστά το τέλειο εργαστήριο για τον έλεγχο της φυσικής υπό ακραίες συνθήκες. Συγκεκριμένα, προσφέρουν στους αστρονόμους την ευκαιρία να δοκιμάσουν Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν , το οποίο υποθέτει ότι η καμπυλότητα του χωροχρόνου μεταβάλλεται από την παρουσία μιας βαρύτητας.
Χάρη σε μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO), η πλησιέστερη μαύρη τρύπα μόλις βρέθηκε! Χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο La Silla του ESO στη Χιλή, η ομάδα βρήκε αυτή τη μαύρη τρύπα σε ένα τριπλό σύστημα που βρίσκεται μόλις 1000 έτη φωτός από τη Γη στο Τηλεσκοπικός αστερισμός . Γνωστό ως HR 6819, αυτό το σύστημα μπορεί να δει με γυμνό μάτι και μπορεί να είναι μία από τις πολλές «ήσυχες» μαύρες τρύπες που υπάρχουν εκεί έξω.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους, τα οποία δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο περιοδικόΑστρονομία & Αστροφυσική, είχε επικεφαλής τον επιστήμονα της ESO Thomas Rivinius. Άλλα μέλη της ομάδας περιελάμβαναν επιστήμονες της ESO από την Ισπανία και τη Γερμανία Αστρονομικό Ινστιτούτο στην Ακαδημία Επιστημών της Τσεχικής Δημοκρατίας, και το Συστοιχία CHARA του Georgia State University.
Η ανακάλυψη ήταν μέρος μιας μελέτης δυαδικών ζευγών, όπου η ομάδα βασίστηκε στα Τηλεσκόπιο MPG/ESP 2,2 μέτρων στο Παρατηρητήριο La Silla για να παρατηρήσει τα κοντινά αστρικά συστήματα. Ενώ παρακολουθούσαν τα συντροφικά αστέρια σε αυτό το σύστημα, βρήκαν στοιχεία για ένα τρίτο αόρατο αντικείμενο περίπου 4,2 φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο – τοποθετώντας το στην περιοχή της «αστρικής» μαύρης τρύπας.
«Ήμασταν εντελώς έκπληκτοι όταν συνειδητοποιήσαμε ότι αυτό είναι το πρώτο αστρικό σύστημα με μαύρη τρύπα που μπορεί να δει κανείς με γυμνό μάτι», δήλωσε ο Petr Hadrava, Επίτιμος Επιστήμονας στην Ακαδημία Επιστημών της Τσεχικής Δημοκρατίας στην Πράγα και συν- συγγραφέας της έρευνας. Στην πραγματικότητα, το σύστημα είναι αρκετά κοντά ώστε να μπορεί να το δει κανείς στο νότιο ημισφαίριο μια καθαρή νύχτα χωρίς τη βοήθεια κιάλια ή τηλεσκόπιο.
Dietrich Baade, ομότιμος αστρονόμος στο ESO στο Garching και συν-συγγραφέας της μελέτης, λέει :
«Οι παρατηρήσεις που απαιτούνται για τον προσδιορισμό της περιόδου των 40 ημερών έπρεπε να κατανεμηθούν σε αρκετούς μήνες. Αυτό κατέστη δυνατό μόνο χάρη στο πρωτοποριακό σύστημα παρατήρησης υπηρεσιών της ESO στο πλαίσιο του οποίου γίνονται παρατηρήσεις από το προσωπικό της ESO για λογαριασμό των επιστημόνων που τις χρειάζονται.'
Σε αντίθεση με τις λίγες δεκάδες μαύρες τρύπες αστρικής μάζας που έχουν παρατηρηθεί στον γαλαξία μας μέχρι σήμερα, το HR 6819 είναι από τα πρώτα που ανακαλύφθηκε και δεν αλληλεπιδρά βίαια με το περιβάλλον τους – και επομένως είναι πραγματικά αόρατο. Παρόλα αυτά, η ομάδα μπόρεσε να διακρίνει την παρουσία του και να υπολογίσει τη μάζα του μελετώντας την επίδραση που έχει στην τροχιά του εσωτερικού αστρικού συντρόφου του δυαδικού.
Σε όλες σχεδόν τις προηγούμενες περιπτώσεις, οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούσαν έντονα με το περιβάλλον τους, κάτι που φάνηκε από την ισχυρή απελευθέρωση εκρήξεων ακτίνων Χ. Για παράδειγμα, αυτή η αλληλεπίδραση έλαβε χώρα ως μέρος μιας δυαδικής μαύρης τρύπας, όπου μια μαύρη τρύπα αντλούσε υλικό από ένα συνοδό αστέρι. Αυτό το υλικό θα έπεφτε σε έναν δίσκο γύρω από τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας και στη συνέχεια θα συσσωρευόταν αργά στην επιφάνειά της, απελευθερώνοντας ακτινοβολία στη διαδικασία.
Μέχρι στιγμής, μόνο ένας περιορισμένος αριθμός από αυτές τις μαύρες τρύπες έχει βρεθεί στον Γαλαξία μας. Αλλά οι επιστήμονες εκτιμούν ότι, δεδομένης της ηλικίας του Γαλαξία, πολλά περισσότερα αστέρια πρέπει να έχουν καταρρεύσει σε μαύρες τρύπες κατά τη διάρκεια της ζωής του. Επομένως, η ανακάλυψη μιας «ήσυχης» μαύρης τρύπας στο HR 6819 θα μπορούσε να προσφέρει ενδείξεις για το πού θα μπορούσαν να βρίσκονται αυτές οι μαύρες τρύπες που δεν έχουν ακόμη παρατηρηθεί.
«Πρέπει να υπάρχουν εκατοντάδες εκατομμύρια μαύρες τρύπες εκεί έξω, αλλά γνωρίζουμε μόνο πολύ λίγες. Το να γνωρίζουμε τι να ψάξουμε θα πρέπει να μας φέρει σε καλύτερη θέση να τα βρούμε», είπε ο Ριβίνιους, τονίζοντας ότι αυτή η ανακάλυψη ήταν πιθανό να είναι απλώς «η κορυφή ενός συναρπαστικού παγόβουνου».
Ομοίως, η ομάδα παρατήρησε την ομοιότητα μεταξύ αυτού του συστήματος και του τι έδειξαν οι φασματοσκοπικές παρατηρήσεις χρονοσειρών για ένα άλλο σύστημα. Γνωστό ως LB01, αυτό το δυαδικό αστρικό σύστημα βρίσκεται περίπου 7.000 έτη φωτός από τη Γη στο αστερισμός Διδύμων . Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι αποτελούνταν από ένα αστέρι και έναν αόρατο σύντροφο BH περίπου 70 Ηλιακών μαζών.
Η ευρεία προβολή δείχνει την περιοχή του ουρανού, στον αστερισμό του Τηλεσκοπίου, όπου βρίσκεται το HR 6819. Πίστωση: ESO
Υποθέτοντας την παρουσία ενός τρίτου αντικειμένου (ένα άλλο αόρατο BH), η ομάδα έδειξε πώς η μάζα του BH θα μπορούσε να είναι καλύτερα περιορισμένη και πιο συνεπής με γνωστές αστρικές μαύρες τρύπες. Ως Marianne Heida, μεταδιδακτορική υπότροφος στο ESO και συν-συγγραφέας της εργασίας, είπε :
'Συνειδητοποιήσαμε ότι ένα άλλο σύστημα, που ονομάζεται LB-1, μπορεί επίσης να είναι τόσο τριπλό, αν και θα χρειαζόμασταν περισσότερες παρατηρήσεις για να πούμε με βεβαιότητα.Το LB-1 είναι λίγο πιο μακριά από τη Γη, αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά κοντά σε αστρονομικούς όρους, οπότε αυτό σημαίνει ότι πιθανώς υπάρχουν πολλά περισσότερα από αυτά τα συστήματα. Με την εύρεση και τη μελέτη τους μπορούμε να μάθουμε πολλά για το σχηματισμό και την εξέλιξη αυτών των σπάνιων άστρων που ξεκινούν τη ζωή τους με μάζα μεγαλύτερη από περίπου 8 φορές από τον Ήλιο και τα καταλήγουν σε μια έκρηξη σουπερνόβα που αφήνει πίσω τους μια μαύρη τρύπα.'
Επιπλέον, η έρευνα σε τριπλά συστήματα θα μπορούσε επίσης να παρέχει πρόσθετη εικόνα για το είδος των βίαιων συγχωνεύσεων που καταλήγουν σε ισχυρά βαρυτικά κύματα (GW). Σε ένα σύστημα όπου ένα μακρινό εξωτερικό αντικείμενο περιστρέφεται γύρω από ένα εσωτερικό ζεύγος, το εξωτερικό αντικείμενο θα μπορούσε να έχει αντίκτυπο στα άλλα δύο βαρυτικά, σε σημείο που θα μπορούσε να προκαλέσει μια συγχώνευση και την απελευθέρωση GW.
Αυτό θα συνέβαινε ιδιαίτερα όταν το εσωτερικό ζεύγος αποτελείται από δύο μαύρες τρύπες ή μια μαύρη τρύπα και ένα αστέρι νετρονίων. Οι συγγραφείς αφιέρωσαν την εργασία τους στη μνήμη του Διαμέρισμα Štefl , αστρονόμος της ESO και της ALMA που πέθανε το 2014, «με θλίψη και ευγνωμοσύνη για την ακαταπόνητη εγρήγορσή του που πυροδότησε επίσης αυτό το έργο».
Περαιτέρω ανάγνωση: ΟΤΙ , Αστρονομία και Αστροφυσική