Μαύρη τρύπα: Νέες φωτογραφίες από τη NASA - Πώς εξηγούνται οι κοσμικές ακτίνες

Στα χέρια των επιστημόνων βρίσκονται νέες εικόνες από την πρώτη μαύρη τρύπα που φωτογραφήθηκε ποτέ, στον γαλαξία Μessier 87 (Μ87). Οι επιστήμονες επιχειρούν πλέον να διαπιστώσουν την προέλευση των μυστηριωδών κοσμικών ακτίνων που εκτοξεύονται στο διάστημα με ταχύτητα φωτός.

Σε μια σειρά από εικόνες, η μαύρη τρύπα δείχνει να εκτοξεύει πίδακες που παράγουν φως, το οποίο εκτείνεται σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, από αόρατα ραδιοκύματα μέχρι ορατό φως και υπερδύναμες ραδιενεργές ακτίνες Γάμμα.



Κάθε μαύρη τρύπα έχει ένα μοναδικό μοτίβο

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι κάθε μαύρη τρύπα έχει ένα μοναδικό μοτίβο, με βάση την ένταση του φωτός που παράγει. Ο προσδιορισμός του μοτίβου θα μπορούσε να βοηθήσει προκειμένου να γίνει αντιληπτό τι ακριβώς τροφοδοτεί τους πίδακες σωματιδίων, που βγαίνουν από τον πυρήνα του M87.

Οι επιστήμονες υποπτεύονται ότι τέτοιου πίδακες ή κοσμικές ακτίνες ακτινοβολίας θα μπορούσαν να ευθύνονται για τα σωματίδια υψηλής ενέργειας που διανύουν εκατομμύρια μίλια μέσω του διαστήματος και φτάνουν στον γαλαξία μας, ενώ ορισμένα καταλήγουν στην ατμόσφαιρα της Γης.

Η Σέρα Μάρκοφ, του πανεπιστημίου του Άμστερνταμ δήλωσε στο National Geographic ότι βασικό ερώτημα των επιστημόνων είναι από πού προέρχονται τα σωματίδια υψηλής ενέργειας. Παράλληλα, προσπαθούν να εντοπίσουν πώς εκτοξεύονται, τι εμπεριέχουν και πώς επιταχύνονται οι κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας, που φαίνεται ότι προέρχονται από τη μαύρη τρύπα.

Οι επιστήμονες κατάφεραν να φωτογραφήσουν την μαύρη τρύπα

Το κέντρο του γαλαξία Messier 87 (M87) όπου βρίσκεται η μαύρη τρύπα βρίσκεται περίπου 55 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Στις 10 Απριλίου 2019, μια ομάδα του Event Horizon Telescope (EHT) ανακοίνωσαν ότι για πρώτη φορά μπόρεσαν να φωτογραφήσουν τη μεγάλη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία ή μάλλον, τη σκιά που ρίχνει στο φωτεινό υπόβαθρο των αερίων που στροβιλίζονται γύρω της. Ωστόσο, είναι αδύνατο να δει κανείς το εσωτερικό της μαύρης τρύπας, απ’ όπου δεν μπορεί να δραπετεύσει ούτε καν το φως. Αντίθετα, ενώ οι μαύρες τρύπες είναι αόρατες από τη φύση τους, τα αέρια που στροβιλίζονται γύρω απ’ αυτή σχηματίζουν έναν δακτύλιο φωτός.

Η φωτογράφηση θεωρήθηκε πολύ σημαντικό γεγονός, καθώς έδωσε στους επιστήμονες μια πρώτη εικόνα από τις «σκιές» που αφήνουν οι μαύρες τρύπες, που περιβάλλονται από καυτά νέφη σκόνης και αερίων, που στροβιλίζονται, εκπέμποντας ισχυρή ακτινοβολία.


Οι επιστήμονες ευελπιστούν να απαντηθούν κι άλλα ερωτήματα

Όπως είχε υποστηρίξει ο διευθυντής του EHT Sheperd Doeleman, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δουν αυτό που πίστευαν ότι είναι ακατάλληλο. Το εύρημα βοήθησε σημαντικά στην υποστήριξη της θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν και έδωσε πληροφορίες για ερωτήματα σχετικά με τη φύση της μαύρης τρύπας. Πλέον, με τις νέες φωτογραφίες, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα τους απαντηθούν κι άλλα ερωτήματα.
Επιστήμονας του Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας σημείωσε ότι για να αξιοποιηθεί η εικόνα της μαύρης τρύπας, θα πρέπει να υπάρχει γνώση της συμπεριφοράς της, στη βάση της παρατήρησης όλου του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Η NASA προχώρησε στη μεγαλύτερη εκστρατεία παρατήρησης που πραγματοποιήθηκε ποτέ, χρησιμοποιώντας σειρά από τηλεσκόπια. Οι επιστήμονες συνδύασαν δεδομένα από τα τηλεσκόπια από το 2017 και τις τρέχουσες παρατηρήσεις του ΕΗΤ και διαπίστωσαν ότι η ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που παράγεται από το νέφος υλικών γύρω από τη μαύρη τρύπα στον γαλαξία Μ87 είναι η χαμηλότερη που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Στόχος τους είναι να αντιληφθούν πώς συμπεριφέρονται οι μαύρες τρύπες. Ωστόσο ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να αποκαλύψουν την προέλευση των κοσμικών ακτίνων, που πέφτουν στη Γη από το διάστημα.


Κομβικό να εντοπιστεί το σημείο επιτάχυνσης των σωματιδίων

Οι πίδακες που εκτοξεύουν οι μαύρες τρύπες παράγουν ενέργεια που μπορεί να είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη απ’ αυτή που μπορεί να παράξει ο πιο ισχυρός επιταχυντής της Γης, το Large Hadron Collider. Ωστόσο, οι ερευνητές σημειώνουν ότι χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να απαντηθούν ερωτήσεις, όπως τα σημεία από τα οποία τα σωματίδια ξεκινούν να επιταχύνονται. Το ζήτημα θεωρείται κομβικό για την κατανόηση μιας σειράς ζητημάτων.

Για να συγκεντρώσει όσο δυνατόν περισσότερα δεδομένα, διεθνής ερευνητική ομάδα πάνω από 750 επιστημόνων έστρεψε 19 διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια στη μαύρη τρύπα. Η μάζα της θεωρείται 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη απ’ αυτή του ηλίου. Πλέον, οι επιστήμονες θέλουν να κατανοήσουν καλύτερα τη λειτουργία των μαγνητικών πεδίων, τα σωματίδια, τη βαρύτητα και την ακτινοβολία. Μέσω των τηλεσκοπίων, κατάφεραν να προσεγγίσουν τη μαύρη τρύπα του Μ87 με διαφορετικές τεχνικές.

Οι επιστήμονες σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα για να βελτιώσουν τις δοκιμές της Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.