Της Αστροφυσικού Ελένης Χατζηχρήστου
Τι σημαίνει η πρόσφατη ανακάλυψη οτι μια μαύρη τρύπα βρίσκεται κρυμμένη στο κέντρο του Γαλαξία μας; Είναι άραγε η μοναδική μαύρη τρύπα που γνωρίζουμε στην περιοχή μας ή υπάρχουν κι’ άλλες; Πόσο επικίνδυνη μπορεί να είναι για την Γη και τους κατοίκους της; Αυτά είναι μερικά μόνο από τα ερωτήματα που όλοι είχαμε στο μυαλό μας όταν ακούσαμε την πρόσφατη ανακοίνωση των επιστημόνων.
Ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Εδώ και αρκετά χρόνια οι επιστήμονες έχουν βρεί ενδείξεις οτι στα κέντρα των περισσότερων γαλαξιών υπάρχουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζες της τάξης των εκατομυρίων ή ακόμη και διεκατομμυρίων ηλιακών μαζών. Οι περισσότερες βρίσκονται σε κατάσταση «χειμερίας νάρκης», επομένως δεν γίνονται εύκολα αντιληπτές. Οι επιστήμονες όμως πιστεύουν πως όλοι οι γαλαξίες περνούν από φάσεις ενεργοποίησης όταν οι μαύρες τρύπες στα κέντρα τους τρέφονται με άστρα και αέριο. Το υλικό που στροβιλίζεται σε ένα δίσκο καθώς καταβυθίζεται στη μαύρη τρύπα, θερμαίνεται σε εκατομμύρια βαθμούς Κέλβιν και εκπέμπει ακτινοβολία υψηλών ενεργειών, που τις κάνει «ορατές» ακόμη και στον πιο απομακρυσμένο παρατηρητή.
Εικ. 1: Ο δίσκος του Γαλαξία μας είναι ιδιαίτερα ορατός στον ουρανό του νότιου ημισφαιρίου. Στην εικόνα βλέπουμε γνωστά αστρικά σμήνη, αστερισμούς και το Γαλαξιακό κέντρο. (Credit: http://www.geocities.com).
Ο Γαλαξίας μας δεν θα μπορούσε να αποτελεί εξαίρεση στον κανόνα. Οι αστρονόμοι από χρόνια είχαν ενδείξεις οτι στο κέντρο του βρίσκεται μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα σε χειμερία νάρκη. Αυτή είναι μάλλον η μόνη γαλαξιακή μαύρη τρύπα την οποία μπορούμε να ανιχνεύσουμε από την βαρυτική της επίδραση της σε άστρα που βρίσκονται πολύ κοντά της, έστω και αν αυτή τη στιγμή δεν είναι ενεργοποιημένη. Ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1990 ο ευρωπαϊκός δορυφόρος Ίππαρχος είχε καταγράψει τις τροχιές άστρων πολύ κοντά στο Γαλαξιακό κέντρο, δίνοντας τις πρώτες καθαρές ενδείξεις για την ύπαρξη της μαύρης τρύπας. Όπως τα φθινοπωρινά φύλλα παρασύρονται από τις δίνες του ανέμου, έτσι και οι τροχιές των άστρων πολύ κοντά σε μια μαύρη τρύπα φανερώνουν το βαρυτικό πεδίο που επιδρά πάνω τους.
Οι νέες παρατηρήσεις έρχονται να επιβεβαιώσουν αυτό το αποτέλεσμα. 28 άστρα πολύ κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας καταγράφηκαν επί 16 χρόνια με τα μεγαλύτερα επίγεια τηλεσκόπια, με αποτέλεσμα όχι μόνο να επιβεβεαιωθεί η ύπαρξη της μαύρης τρύπας αλλά και να υπολογιστούν χαρακτηριστικά οπως η μάζα, η στροφορμή, ακόμη και η διάμετρός της. Η μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας έχει μάζα τεσσάρων εκατομμυρίων ηλιακών μαζών, συγκεντρωμένη σε μια περιοχή διαμέτρου 50 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, δηλαδή μόλις το ένα τρίτο της απόστασης Γης-Ήλιου!
Εικ. 2: Παρατηρώντας τον ουρανό του νότιου ημισφαιρίου με το τηλεσκόπιο Gemini (Credit: Gemini Observatory http://www.gemini.edu).
Οι πρώτες παρατηρήσεις ξεκίνησαν το 1992 με το τηλεσκόπιο νέας τεχνολογίας ΝΤΤ, διαμέτρου 3.5 μέτρων, του Νότιου Ευρωπαίκού Αστεροσκιοπείου (ESO) που βρίσκεται στη Χιλή, και ολοκληρώθηκαν 16 χρόνια αργότερα χρησιμοποιώντας το μεγαλύτερο επίγειο τηλεσκόπιο VLT , διαμέτρου 8.2 μέτρων το οποίο επίσης ανήκει στο ESO και βρίσκεται στη Χιλή, Συνολικά, οι αστρονόμοι χρειάστηκαν 50 νύκτες παρατήρησης, καταγράφοντας τις κινήσεις των άστρων με ακρίβεια της τάξης των μερικών χιλιοστών του δευτερόλεπτου τόξου στον ουρανό. Αυτο ισοδυναμεί με την ικανότητα διάκρισης ενός νομίσματος σε απόσταση 10 χιλιάδων χιλιομέτρων!
Η μαύρη τρύπα στο Γαλαξιακό κέντρο ονομάζεται Τοξότης Α και σήμερα βρίσκεται σε χειμερία νάρκη. Όμως αυτό δεν ήταν πάντα έτσι: οι επιστήμονες έχουν ενδείξεις οτι πριν μερικούς αιώνες η γαλαξιακή μαύρη τρύπα εξέπεμπε ίσως ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια απ΄ ότι σήμερα, κυρίως στις ακτίνες γάμμα. Αυτή η ενέργεια απορροφήθηκε από νέφος υδρογόνου που βρίσκεται σε απόσταση μόλις 350 ετών φωτός από τη μαύρη τρύπα και ονομάζεται Τοξότης Β, και επανεκπέμπεται στις ακτίνες Χ οπότε και καταγράφεται από τα γήινα τηλεσκόπια.
Η ενεργοποιημένη μαύρη τρύπα χρειαζόταν να καταναλώνει τριοσεκατομύρια τόνους υλικού για να επιβιώσει, κάτι που δεν μπορούσε να συνεχιστεί επ’ άπειρον. Έτσι, όταν το καταναλώσιμο υλικό στην πετριοχή της εξέλειπε, η μαύρη τρύπα έπεσε σε κατάσταση «χειμερίας νάρκης». Οι επιστήμονες θεωρούν βέβαιαο οτι κάποια στιγμή στο μέλλον, όταν φυσικές διεργασίες όπως γαλαξιακές αλληλεπιδράσεις μεταφέρουν και πάλι υλικό στο κέντρο του Γαλαξία μας, η μαύρη τρύπα θα επανενεργοποιηθεί.
Εικ. 3: Μια εικόνα του Γαλαξιακού κέντρου παρμένη με το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Chandra. Σημειώνεται η θέση της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, Τοξότης Α. (Credit: NASA/CXC/MIT/Frederick K. Baganoff).
Θα πρέπει να σημειβωθεί οτι η κεντρική μαύρη τρύπα δεν είναι μοναδική στον Γαλαξία μας. Ήδη οι επιστήμονες έχουν ενδείξεις για την ύπαρξη μιας ακόμη μικρότερης μαύρης τρύπας, μάζας μερικών χιλιάδων ηλιακών μαζών, που βρίκεται και αυτή κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας. Μάλιστα όπως όλα δείχνουν ήδη αλληλεπιδρά βαρυτικά με την κεντρική μαύρη τρύπα, στην οποία κάποια στιγμή θα ενσωματωθεί δημιουργώντας μια μαύρη τρύπα μεγαλύτερης μάζας στο κέντρο του Γαλαξία μας.
Ο Ήλιος μας, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 27 χιλιάδων ετών φωτός από το κέντρο του Γαλαξία μας, δεν διατρέχει κανέναν απολύτως κίνδυνο από την ύπαρξη αυτών των μαύρων τρυπών. Στην ουσία υλικό το οποίο θα βρεθεί σε αποόσταση μεγαλύτερη 4-5 ετών φωτός έχει μικρές πιθανότητες να επηρεαστεί απ’ευθείας από την μαύρη τρύπα.
