Τα τηλεσκόπια αποκαλύπτουν ταχεία περιστροφή της μαύρης τρύπας του Γαλαξία που στρεβλώνει τον χωροχρόνο

By | February 10, 2024

Η εικονογράφηση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει μια διατομή της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας και της περιβάλλουσας ύλης στο κέντρο του γαλαξία μας. Η μαύρη σφαίρα στο κέντρο αντιπροσωπεύει τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας, το σημείο χωρίς επιστροφή από το οποίο τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει. Κοιτάζοντας την περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα από το πλάι, όπως φαίνεται σε αυτήν την εικόνα, ο περιβάλλοντα χωροχρόνος έχει σχήμα αμερικανικού ποδοσφαίρου. Το κίτρινο-πορτοκαλί υλικό και στις δύο πλευρές αντιπροσωπεύει αέριο που στροβιλίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα. Αυτό το υλικό αναπόφευκτα βυθίζεται προς τη μαύρη τρύπα και διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων μόλις μπει στο σχήμα της μπάλας ποδοσφαίρου. Η περιοχή μέσα στο σχήμα της μπάλας ποδοσφαίρου αλλά έξω από τον ορίζοντα γεγονότων αναπαρίσταται επομένως ως κοιλότητα. Οι μπλε σταγόνες δείχνουν πίδακες να πυροβολούν από τους πόλους της περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας. Πίστωση: NASA/CXC/M.Weiss

  • Μια νέα μελέτη θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση του ερωτήματος του πόσο γρήγορα

    Οι μαύρες τρύπες έχουν δύο θεμελιώδεις ιδιότητες: τη μάζα τους (το βάρος τους) και την περιστροφή τους (την ταχύτητα με την οποία περιστρέφονται). Ο προσδιορισμός μιας από αυτές τις δύο τιμές λέει στους επιστήμονες πολλά για μια μαύρη τρύπα και τη συμπεριφορά της. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι έχουν κάνει πολλές άλλες εκτιμήσεις της ταχύτητας περιστροφής του Sgr A* χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές, με αποτελέσματα που κυμαίνονται από το Sgr A* που δεν περιστρέφεται καθόλου έως σχεδόν τη μέγιστη περιστροφή.

    Η νέα μελέτη υποδηλώνει ότι το Sgr A* στην πραγματικότητα περιστρέφεται πολύ γρήγορα, προκαλώντας τη συμπίεση του χωροχρόνου γύρω του. Η εικόνα δείχνει μια διατομή του Sgr A* και το υλικό που στροβιλίζεται γύρω του σε ένα δίσκο. Η μαύρη σφαίρα στο κέντρο αντιπροσωπεύει αυτό που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων της μαύρης τρύπας, το σημείο χωρίς επιστροφή από το οποίο τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να διαφύγει.

    Κοιτάζοντας την περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα από το πλάι, όπως φαίνεται σε αυτήν την εικόνα, ο περιβάλλοντας χωροχρόνος έχει σχήμα ποδοσφαίρου. Όσο πιο γρήγορο είναι το γύρισμα, τόσο πιο επίπεδη είναι η μπάλα.

    Το κίτρινο-πορτοκαλί υλικό και στις δύο πλευρές αντιπροσωπεύει το αέριο που στροβιλίζεται γύρω από το Sgr A*. Αυτό το υλικό αναπόφευκτα βυθίζεται προς τη μαύρη τρύπα και διασχίζει τον ορίζοντα γεγονότων μόλις μπει στο σχήμα της μπάλας ποδοσφαίρου. Η περιοχή μέσα στο σχήμα της μπάλας ποδοσφαίρου αλλά έξω από τον ορίζοντα γεγονότων αναπαρίσταται επομένως ως κοιλότητα. Οι μπλε σταγόνες δείχνουν πίδακες να πυροβολούν από τους πόλους της περιστρεφόμενης μαύρης τρύπας. Κοιτάζοντας τη μαύρη τρύπα από ψηλά, κατά μήκος της κάννης πίδακα, ο χωροχρόνος έχει κυκλικό σχήμα.

    Εικόνα ακτίνων Χ Chandra του Τοξότη Α*

    Εικόνα ακτίνων Χ Chandra του Τοξότη Α* και της γύρω περιοχής. Πίστωση: NASA/CXC/Παν. of Wisconsin/Y.Bai, et al.

    Η περιστροφή μιας μαύρης τρύπας μπορεί να είναι μια σημαντική πηγή ενέργειας. Οι περιστρεφόμενες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες παράγουν ευθυγραμμισμένα ρεύματα, όπως πίδακες όταν εξάγεται η περιστροφική τους ενέργεια, κάτι που απαιτεί να υπάρχει τουλάχιστον λίγη ύλη κοντά στη μαύρη τρύπα. Λόγω του περιορισμένου καυσίμου γύρω από το Sgr A*, αυτή η μαύρη τρύπα ήταν σχετικά ήσυχη τις τελευταίες χιλιετίες με σχετικά αδύναμους πίδακες. Αυτή η εργασία δείχνει, ωστόσο, ότι αυτό θα μπορούσε να αλλάξει εάν η ποσότητα του υλικού κοντά στο Sgr A* αυξηθεί.

    Για να προσδιορίσουν το σπιν του Sgr A*, οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν μια εμπειρική τεχνική που ονομάζεται «μέθοδος εξόδου» που περιγράφει λεπτομερώς τη σχέση μεταξύ του σπιν της μαύρης τρύπας και της μάζας της, τις ιδιότητες της ύλης κοντά στη μαύρη τρύπα και τις ιδιότητες της εξόδου. . Η ευθυγραμμισμένη ροή παράγει τα ραδιοκύματα, ενώ ο δίσκος του αερίου που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα είναι υπεύθυνος για την εκπομπή ακτίνων Χ. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι ερευνητές συνδύασαν δεδομένα από το Chandra και το VLA με μια ανεξάρτητη εκτίμηση της μάζας της μαύρης τρύπας από άλλα τηλεσκόπια για τον περιορισμό της περιστροφής της μαύρης τρύπας.

    Το άρθρο που περιγράφει αυτά τα ευρήματα με επικεφαλής τη Ruth Daly (Penn State University) δημοσιεύεται στο τεύχος Ιανουαρίου 2024 του περιοδικού Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

    Αναφορά: «Νέες τιμές περιστροφής μαύρης τρύπας για τον Τοξότη Α* που ελήφθησαν με τη μέθοδο εξόδου» από τους Ruth A Daly, Megan Donahue, Christopher P O’Dea, Biny Sebastian, Daryl Haggard και Anan Lu, 21 Οκτωβρίου 2023, Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
    DOI: 10.1093/mnras/stad3228

    Άλλοι συγγραφείς είναι ο Biny Sebastian (Πανεπιστήμιο της Μανιτόμπα, Καναδάς), η Megan Donahue (Κρατικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν), ο Christopher O’Dea (Πανεπιστήμιο της Μανιτόμπα), ο Daryl Haggard (Πανεπιστήμιο McGill) και ο Anan Lu (Πανεπιστήμιο McGill).

    Το Marshall Space Flight Center της NASA διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra. Το κέντρο ακτίνων Χ Chandra του Αστροφυσικού Παρατηρητηρίου Smithsonian ελέγχει τις επιστημονικές επιχειρήσεις από το Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης και τις πτητικές λειτουργίες από το Μπέρλινγκτον της Μασαχουσέτης.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *