Μια Μαύρη Τρύπα “Γίγαντας” στη γειτονιά μας!

Τον Απρίλιο που μας πέρασε (Απρίλιος 2024 για μελλοντικούς αναγνώστες) οι επιστήμονες της αποστολής GAIA, του ευρωπαϊκού οργανισμού διαστήματος, “έτριβαν τα μάτια τους”! Η GAIA έχει ως βασικό στόχο την πολύ προσεκτική καταγραφή των άστρων του γαλαξία μας, καθώς και των τροχιών τους. Όταν οι επιστήμονες μελετούσαν τα δεδομένα της αποστολής για να ετοιμάσουν τη δημοσίευση του ανανεωμένου τους καταλόγου, που περιέχει δεδομένα 66 μηνών, ανακάλυψαν ότι ένα άστρο στον αστερισμό του Αετού, κινούταν κάπως περίεργα…

Αναλύοντας προσεκτικά την τροχιά του (Εικόνα 1) ανακάλυψαν ότι το άστρο αυτό δεν είναι ένα “μοναχικό” αστέρι, αλλά συνοδεύεται από μια μαύρη τρύπα. Αυτή αποτελεί πλέον την πιο μαζική μαύρη τρύπα στο Γαλαξία μας (με μάζα περίπου 30 Ηλιακές μάζες), πέρα από την υπερμαζική μελανή οπή στο κέντρο του. Η διάμετρος της αντιστοιχεί σε 100 χμ, θα χωρούσε δηλαδή ολόκληρη την Αττική! Από την άλλη, το ορατό άστρο στο διπλό σύστημα, είναι ένα γέρικο άστρο, χωρίς μέταλλα**, στη γαλαξιακή άλω, περίπου στα 600 παρσέκ από εμάς (για σύγκριση σκεφτείτε ότι το κέντρο του Γαλαξία μας απέχει από εμάς κάπου στα 8000 παρσέκ). Η μάζα του υπολογίζεται στις 0.75 Ηλιακές μάζες.

Πέρα από την τυχαία αυτή ανακάλυψη της μαύρης τρύπας (αποτελεί την τρίτη μαύρη τρύπα που ανακαλύπτει η GAIA με αυτόν τον τρόπο), ένα άλλο εντυπωσιακό ερώτημα που προβληματίζει τους επιστήμονες είναι το πως δημιουργήθηκε;

Οι καθιερωμένες θεωρίες αστρικής εξέλιξης αναμένουν ότι μόνο άστρα με χαμηλή μεταλλικότητα θα μπορούσαν να καταλήξουν σε τόσο μαζικές μαύρες τρύπες, καθώς η ύπαρξη μετάλλων οδηγεί σε ισχυρούς αστρικούς ανέμους, που με τη σειρά τους έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική απώλεια μάζας για το άστρο. Μια ένδειξη προς αυτήν την κατεύθυνση είναι η μεταλλικότητα του συνοδού αστέρα, η οποία εκτιμάται πως είναι αρκετά χαμηλή. Άρα η υπόθεση ότι το σύστημα αυτό εξελίχθηκε μαζί, και ο αστέρας-πρόγονος της μαύρης τρύπας είχε και αυτός χαμηλή μεταλλικότητα ενισχύεται!

Το αποτέλεσμα αυτό έχει ενδιαφέρουσες συνέπειες και για την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων. Η μάζα της μαύρης τρύπας της GAIA είναι παρόμοια με την πλειοψηφία των μαζών που παρατηρούνται στα βαρυτικά κύματα από συγχωνεύσεις μελανών οπών (Εικόνα 2). Η ανακάλυψη ενός τέτοιου συστήματος, καθώς και η μελέτη της μεταλλικότητας του άστρου-συνοδού, επιτρέπουν την καλύτερη κατανόηση για το πως δημιουργούνται οι μελανές οπές που παρατηρούν οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων. Επιπλέον, αποδεικνύει ότι μαύρες τρύπες με τέτοιες μάζες υπάρχουν και στο δικό μας Γαλαξία. 

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να αναλύουν δεδομένα της GAIA, οπότε αναμένονται ακόμα περισσότερες “σιγανές” μαύρες τρύπες στην επόμενη φουρνιά!

* Η δεύτερη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα που γνωρίζουμε βρίσκεται στο διπλό σύστημα του Κύκνου (Cyg X-1) με μάζα γύρω στις 20 Ηλιακές μάζες.

** Μέταλλα, στην ορολογία της Αστροφυσικής, ονομάζονται όλα τα στοιχεία πέρα από το υδρογόνο και ήλιο. Με άλλα λόγια, ο ορισμός δεν έχει σχέση με τις χημικές ιδιότητες του στοιχείου όπως τις κατηγοριοποιούμε στη Γη. Ο λόγος είναι ότι πέρα από το υδρογόνο και ήλιο, που θεωρούνται ότι σχηματίστηκαν στις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος, τα περισσότερα άλλα στοιχεία σχηματίστηκαν από πυρηνικές αντιδράσεις στα άστρα, οπότε ο αστροφυσικός ορισμός προσπαθεί να διαχωρίσει τις δύο αυτές πηγές.

Διαβάστε περισσότερα:Gaia spots Milky Way’s most massive black hole of stellar origin (στα αγγλικά): εδώ