Για πρώτη φορά καταγράφηκαν βαρυτικά κύματα ιδιαίτερα χαμηλής συχνότητας, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να αποκαλύψουν κρυφές, έως τώρα, πτυχές του σύμπαντος, όπως μεταδίδει το Time. Ειδικότερα, ανακαλύφθηκαν αμυδροί κυματισμοί που προκαλούνται από την κίνηση των μαύρων τρυπών που τεντώνουν "απαλά" και συμπιέζουν τα πάντα στο σύμπαν.

Την Τετάρτη, επιστήμονες ανέφεραν ότι μπόρεσαν να "ακούσουν" αυτά που λέγονται βαρυτικά κύματα χαμηλής συχνότητας, τα οποία προκαλούν αλλαγές στον ιστό του σύμπαντος. Μάλιστα, αυτά δημιουργούνται από τεράστια αντικείμενα που κινούνται και συγκρούονται στο διάστημα.

Το 2015, χρησιμοποίησαν ένα πείραμα που ονομάζεται LIGO για να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα για πρώτη φορά. Τελικά, μέσω αυτού, αποδείχθηκε ότι ο Αϊνστάιν είχε δίκιο. Ωστόσο, μέχρι τώρα αυτές οι μέθοδοι μπορούσαν να ανιχνεύουν κύματα μόνο σε υψηλές συχνότητες, όπως ανέφερε το μέλος του NANOGrav, Chiara Mingarelli, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Yale. Αυτοί οι "ήχοι" προέρχονταν όταν σχετικά μικρές μαύρες τρύπες και νεκρά αστέρια συγκρούονται μεταξύ τους, σύμφωνα με τη Mingarelli.

Στην πιο πρόσφατη έρευνα, οι επιστήμονες προσπάθησαν να βρουν πιο χαμηλές συχνότητες και πιθανότατα αυτές μπορεί να προέρχονται από κάποια από τα μεγαλύτερα αντικείμενα στο σύμπαν μας: υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με μάζα δισεκατομμύρια φορές του ήλιου μας.

Όπως ενημερώνει ο αστροφυσικός Szabolcs Marka, οι γαλαξίες σε όλο το σύμπαν συγκρούονται και συγχωνεύονται συνεχώς. Καθώς συμβαίνει αυτό, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι τεράστιες μαύρες τρύπες στα κέντρα αυτών των γαλαξιών ενώνονται και εγκλωβίζονται σε έναν "χορό", προτού τελικά καταρρεύσουν μεταξύ τους.

Τα αποτελέσματα που ήρθαν στη δημοσιότητα αυτή την εβδομάδα, περιείχαν δεδομένα 15 ετών από το NANOGrav, το οποίο χρησιμοποιεί τηλεσκόπια σε όλη τη Βόρεια Αμερική για να αναζητήσει τα κύματα. Άλλες ομάδες "κυνηγών" βαρυτικών κυμάτων σε όλο τον κόσμο δημοσίευσαν επίσης μελέτες, όπως στην Ευρώπη, την Ινδία, την Κίνα και την Αυστραλία. Οι μελέτες θα συνδράμουν στην καλύτερη κατανόηση της όλης λειτουργίας του Σύμπαντος.

Και να ουρλιάξει κανείς στο διάστημα το σίγουρο είναι ότι ουδείς θα τον ακούσει, εκτός κι αν πρόκειται για… μαύρη τρύπα, όπως λέει η NASA.

Επιστήμονες της αμερικανικής υπηρεσίας διαστήματος αποκάλυψαν τον ήχο που κάνει μια μαύρη τρύπα χρησιμοποιώντας μια ειδική τεχνολογία, που αποκαλείται ηχοποίηση.

Ο ανατριχιαστικός, ομολογουμένως, ήχος, που ακούγεται στο απόσπασμα που έδωσε στη δημοσιότητα η NASA, προέρχεται από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, που βρίσκεται στο κέντρο του σμήνους γαλαξιών Περσέας και απέχει περίπου 55 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Η μαύρη τρύπα συνδέθηκε για πρώτη φορά με τον ήχο το 2003 και χρησιμοποιήθηκε ως περιπτωσιολογική μελέτη, αφού οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι η πίεση από την μαύρη τρύπα προκάλεσε κυματισμούς στα καυτά αέρια του σμήνους γαλαξιών.

Ο ήχος θεωρήθηκε ότι ήταν περίπου 57 οκτάβες κάτω από το μέσο Ντο και ως εκ τούτου δεν μπορούσαν να τον συλλάβουν τα ανθρώπινα αυτιά. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας την ηχοποίηση - τη μετάφραση των αστρονομικών δεδομένων σε ήχο - οι αστρονόμοι άλλαξαν τον τόνο σε 58 οκτάβες πάνω από την εκτιμώμενη ένταση τους, έτσι ώστε οι ήχοι της μαύρης τρύπας να μπορούν να ακούγονται από τον άνθρωπο.

Χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα που καταγράφηκαν για πρώτη φορά από το αστεροσκοπείο Chnadra X-Ray στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ οι επιστήμονες πήραν ραδιοφωνικά ηχητικά κύματα και τα συνέθεσαν εκ νέου για να τα κάνουν να ακούγονται. Οι νέοι ήχοι από τη μαύρη τρύπα έρχονται σε αντίθεση με την ευρέως διαδεδομένη αντίληψη ότι δεν υπάρχει ήχος στο διάστημα. Όπως, όμως, εξηγεί η NASA στην ανάρτησή της στο Twitter: «Η εσφαλμένη αντίληψη ότι δεν υπάρχει ήχος στο διάστημα προέρχεται επειδή το μεγαλύτερο μέρος του είναι ένα κενό, που δεν παρέχει τρόπο για να ταξιδέψουν τα ηχητικά κύματα. Ένα σμήνος γαλαξιών έχει τόσο πολλά αέρια, που έχουμε συλλάβει τον πραγματικό ήχο. Εδώ ενισχύεται και αναμειγνύεται με άλλα δεδομένα, για να ακούσουμε μια μαύρη τρύπα».

 

Μία πολύ σημαντική και πρωτοπόρα ανακάλυψη, έπειτα από 100 χρόνια έρευνας στον τομέα της αστρονομίας και της αστροφυσικής, έφεραν σήμερα στο φως επιστήμονες. Πρόκειται για την καταγραφή της πρώτης μαύρης τρύπας στο γαλαξία μας, η οποία βρίσκεται στο επίκεντρό του Milky Way, σύμφωνα με τους επιστήμονες και έρχεται να επιβεβαιώσει τις υποθέσεις ολόκληρων γενιών επιστημόνων για τη συσχέτιση της δημιουργίας του με αυτή.

 

Αλλά μια μειοψηφία επιστημόνων συνέχισε να εικάζει για την πιθανότητα ύπαρξης άλλων εξωτικών αντικειμένων, όπως αστέρια μποζονίων ή συστάδες σκοτεινής ύλης.

Όχι μόνο η καταγραφή αλλά και η φωτογράφιση αυτού του σημείου στο χωροχρόνο, από όπου τίποτα -ούτε καν το φως- δεν μπορεί να αποδράσει εξαιτίας των τεράστιων δυνάμεων της βαρύτητας που επικρατούν εντός και γύρω του είναι ένα συναρπαστικό επιστημονικό επίτευγμα, αλλά και μία εικόνα που προκαλεί δέος στο μάτι του παρατηρητή.

Το επίτευγμα-ορόσημο κατέστη εφικτό από το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope-EHT) και η ανακοίνωση έγινε με συνεντεύξεις Τύπου ταυτόχρονα σε πολλές χώρες (ΗΠΑ, Γερμανία, Χιλή, Ιαπωνία, Μεξικό, Ν. Κορέα, Κίνα κ.α) από τις ερευνητικές ομάδες της μεγάλης κοινοπραξίας του ΕΗΤ, σε συνεργασία με το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO) και άλλους επιστημονικούς φορείς.

Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του σπειροειδούς γαλαξία μας, γνωστή με το όνομα Τοξότης Α* (Sagitarius A), απέχει περίπου 26.000 έτη φωτός από τη Γη, έχει μάζα περίπου 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο και καταβροχθίζει μια τεράστια ποσότητα υλικών (σκόνης, αερίων και ολόκληρων άστρων) που έλκονται από την πανίσχυρη βαρυτική έλξη της.

Το ΕΗΤ, που ξεκίνησε το 2012, είναι ένα «εικονικό» τηλεσκόπιο, αποτελούμενο από ένα παγκόσμιο δίκτυο οκτώ συνεργαζομένων παρατηρητηρίων που εκτείνονται σε τοποθεσίες από την Ανταρκτική έως την Ισπανία και τη Χιλή και που από κοινού έχουν πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες, όντας έτσι ικανό να παρατηρήσει άμεσα μια μαύρη τρύπα ή πιο σωστά το κοντινό περιβάλλον της. Το EHT συλλαμβάνει την ακτινοβολία που εκπέμπεται από σωματίδια εντός του δίσκου προσαύξησης, τα οποία θερμαίνονται σε δισεκατομμύρια βαθμούς καθώς περιστρέφονται γύρω από τη μαύρη τρύπα με ταχύτητα αντίστοιχη αυτής του φωτός, πριν εξαφανιστούν στην δίνη της. Το κηλιδωτό φωτοστέφανο στην εικόνα δείχνει το φως που έχει «λυγίσει» εξαιτίας της ισχυρής βαρύτητας της μαύρης τρύπας,

Υπενθυμίζεται ότι το 2019 οι επιστήμονες του ΕΗΤ είχαν αποκαλύψει την πρώτη «φωτογραφία» μαύρης τρύπας (ουσιαστικά ενός καυτού φωτεινού δακτυλίου πέριξ του σκοτεινού κέντρου της από όπου δεν μπορεί να «δραπετεύσει» το φως), στο κέντρο ενός άλλου γαλαξία, του Messier 87 (M87), σε απόσταση 54 εκατομμυρίων ετών φωτός. Αυτή η μαύρη τρύπα εκτιμάται ότι έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα από τη δική μας, περίπου 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Ωστόσο, οι επιστήμονες τόνισαν ότι η φωτογράφηση του Τοξότη Α* ήταν σημαντικά πιο δύσκολη, παρόλο που βρίσκεται πολύ πιο κοντά από την μαύρη τρύπα του Μ87, καθώς η σκόνη στο κέντρο του δικού μας γαλαξία θέτει μεγαλύτερα εμπόδια για τη φωτογράφηση.

Πριν καταλήξουν στη λήψη της συγκεκριμένης φωτογραφίας, οι αστρονόμοι είχαν παρατηρήσει άστρα να κινούνται γύρω από κάτι αόρατο με μεγάλη μάζα στο κέντρο του γαλαξία μας και ονόμασαν αυτή την περιοχή Τοξότη Α* (Sagittarius A* ή εν συντομία Sgr A*), θεωρώντας ότι είναι μια μαύρη τρύπα, όπως συμβαίνει και σε άλλα κέντρα γαλαξιών. Μολονότι η ίδια η μαύρη τρύπα δεν φαίνεται, καθώς είναι τελείως σκοτεινή, γύρω της λάμπει ένα δακτύλιος αερίων και άλλων υλικών.

Για να την φωτογραφίσουν οι επιστήμονες έπρεπε να κοιτάξουν μέσα από την απέραντη έκταση του γαλαξία που σημαίνει ότι η ακτινοβολία από όλα τα ενδιάμεσα αστέρια έπρεπε να φιλτραριστεί. Κάποιος συνδυασμός αυτών των παραγόντων – και πιθανώς κάποιου ακραίου φαινομένου της μαύρης τρύπας – εξηγεί και τις φωτεινές σταγόνες στην εικόνα.

Επειδή η μαύρη τρύπα απέχει σχεδόν 26.000 έτη φωτός από τη Γη, φαίνεται να έχει περίπου το ίδιο μέγεθος στον ουρανό όσο ένα «ντόνατ» πάνω στη Σελήνη. Το ΕΗΤ, που συνδυάζει την ισχύ οκτώ ραδιοτηλεσκοπίων σε ένα ενιαίο εικονικό τηλεσκόπιο, παρατήρησε τον Τοξότη Α* στη διάρκεια πολλών νυχτών, συλλέγοντας δεδομένα πολλών ωρών.

Η τελική εικόνα της «δικής μας» μαύρης τρύπας που δόθηκε στη δημοσιότητα, προέκυψε από τον συνδυασμό των διαφορετικών εικόνων που τράβηξαν οι επιστήμονες σε διαδοχικές φάσεις. Στην όλη προσπάθεια, που κράτησε πέντε χρόνια, συμμετείχαν περισσότεροι από 300 ερευνητές 80 ερευνητικών φορέων πολλών χωρών.

Παράλληλα, η εικόνα επιβεβαίωσε για μια ακόμη φορά τη θεωρία Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Οι ερευνητές έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστροφυσικής «The Astrophysical Journal Letters».

Οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν επίσης ότι ο Τοξότης Α* βρίσκεται σε αδρανή κατάσταση, σε αντίθεση με ορισμένες μαύρες τρύπες, συμπεριλαμβανομένου του M87, οι οποίες διαθέτουν τεράστιους, ισχυρούς πίδακες που εκτοξεύουν φως και ύλη από τους πόλους της μαύρης τρύπας στον διαγαλαξιακό χώρο. «Αν ένα μεγάλο αστέρι έπεφτε μέσα της, κάτι που θα συνέβαινε κάθε 10.000 χρόνια, η μαύρη τρύπα θα το ξυπνούσε για ένα μικρό χρονικό διάστημα και θα βλέπαμε αυξημένη φωτεινότητα στον ουρανό», αναφέρουν.

Τελικά, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η παρατήρηση αυτών των δυναμικών διεργασιών των μαύρων τρυπών - με την καταβρόχθιση και την ταυτόχρονη εκτόξευση κοντινής ύλης προς το διάστημα - θα μπορούσε να βοηθήσει στο να δοθούν καίριες απαντήσεις σχετικά με την εξέλιξη των γαλαξιών.
«Είναι ένα ανοιχτό ερώτημα στον σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών. Δεν ξέρουμε ποιος ήρθε πρώτος, ο γαλαξίας ή η μαύρη τρύπα», σχολιάζει η επιστημονική ομάδα του EHT.

Οι αστρονόμοι έκαναν τις πιο ακριβείς μετρήσεις μέχρι σήμερα για τις κινήσεις των άστρων γύρω από την τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας. Τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι το 99,9% της μάζας στο κέντρο του γαλαξία μας οφείλεται στη συγκεκριμένη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα γνωστή ως Τοξότης Α* (Sgr A*) και μόνο το υπόλοιπο 0,1% οφείλεται στα γύρω άστρα, σε άλλες μικρότερες μαύρες τρύπες, στα διαστρικά αέρια και στη σκόνη ή στη σκοτεινή ύλη.

Οι ακριβέστερες από κάθε άλλη φορά μετρήσεις που έγιναν - με τη βοήθεια των Τηλεσκοπίου Gemini North στη Χαβάη και του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή - από τους επιστήμονες με επικεφαλής Γερμανούς αστρονόμους του Ινστιτούτου Εξωγήινης Φυσικής Μαξ Πλανκ, οι οποίοι έκαναν δύο σχετικές δημοσιεύσεις στο περιοδικό αστρονομίας και αστροφυσικής "Astronomy & Astrophysics", δείχνουν ότι ο "Τοξότης" αφήνει γύρω του ελάχιστο χώρο για οτιδήποτε άλλο.

Τα μελλοντικά ισχυρότερα τηλεσκόπια όπως το Γιγάντιο Μαγγελανικό Τηλεσκόπιο και το Τηλεσκόπιο των 30 Μέτρων θα επιτρέψουν στους αστρονόμους να "δουν" ακόμη καλύτερα στο κέντρο του γαλαξία μας.

Όλοι μας κάποια στιγμή, ίσως στο σχολείο έχουμε ακούσει την λέξη "Μαύρη τρύπα".  
Τι είναι όμως αυτό; Θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε με όσο απλά λόγια γίνεται.

Μαύρη τρύπα είναι ένα μέρος στο διάστημα όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που ακόμα και το φως αδυνατεί να δραπετεύσει. Ο λόγος που η βαρύτητα σε αυτό το σημείο είναι τόσο ισχυρή οφείλεται στο γεγονός ότι τεράστιες ποσότητες ύλης έχουν "στριμωχθεί" σε ένα πολύ μικρό σημείο στο χώρο. 

Αυτό μπορεί να γίνει π.χ. όταν ένα άστρο πεθάνει. Επειδή, λοιπόν το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει εμείς δεν μπορούμε να τις δούμε. Είναι αόρατες. Με τη χρήση ειδικών τηλεσκοπίων και ανιχνεύοντας την συμπεριφορά γειτονικών αστεριών, τα οποία συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά από άλλα άστρα.


Πόσο μεγάλες είναι;

Μπορούν να είναι μικρές ή μεγάλες. Πιστεύουμε ότι είναι μικρές, όσο ένα άτομο, (πολύ μικρότερα από την διάμετρο μιας τρίχας από τα μαλλιά μας) αλλά με μάζα όσο είναι η μάζα ενός βουνού!!!
Φανταστείτε,  ένας κόκκος σκόνης που δεν τον βλέπουμε με γυμνό μάτι να ζυγίζει όσο ένα βουνό!

Υπάρχει και άλλος ένας τύπος μαύρης τρύπας, που καλείται "ηλιακή". Αυτές οι μαύρες τρύπες, μπορούν να έχουν μάζα όσο 20 φορές ο Ήλιος μας. Στον γαλαξία μας υπάρχουν πολλές τέτοιου τύπου μαύρες τρύπες.

Οι μεγαλύτερες σε μάζα μαύρες τρύπες ονομάζονται "Υπερμεγέθης". Αυτές μπορούν να έχουν μάζα έως και 1.000.000 φορές την μάζα του Ήλιου. Υπάρχουν ενδείξεις ότι στο κέντρο κάθε γαλαξία υπάρχει και μια τέτοια μαύρη τρύπα. Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του δικού μας γαλαξία λέγεται Sagittarius A και έχει μάζα περίπου ίση με 4.000.000 Ήλιους! 

Πως σχηματίζονται;

Οι μικρές μαύρες τρύπες πιστεύουμε ότι δημιουργήθηκαν με την δημιουργία του σύμπαντος.

Οι μεγάλες, ηλιακές, δημιουργούνται όταν ένα μεγάλο άστρο καταρρέει υπό το βάρος της δικής του μάζας. Όταν συμβαίνει αυτό έχουμε υπερκαινοφανή έκρηξη. 

Η επιστημονική κοινότητα πιστεύει ότι οι υπερμεγέθης μαύρες τρύπες φτιάχτηκαν ταυτόχρονα με τον γαλαξία στο κέντρο του οποίου βρίσκονται.

Αφού είναι μαύρες πως τις βλέπουμε;

Δεν βλέπουμε άμεσα τις μαύρες τρύπες αλλά έμμεσα. Η ισχυρή βαρύτητά τους επηρεάζει τα άστρα που βρίσκονται γύρω τους. Μελετώντας  αστέρια, μπορούμε να δούμε εάν πλησιάζουν ή βρίσκονται σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα. Όταν ένα άστρο πλησιάσει μια μαύρη τρύπα, τότε παράγεται φως υψηλής ενέργειας. Αυτό το φως δεν μπορούμε να το δούμε με τα μάτια μας, παρά μόνο με δορυφόρους και ειδικούς τύπους τηλεσκοπίων. 

Μπορεί μια μαύρη τρύπα να καταστρέψει τη Γή;

Ας μην ανησυχούμε και για αυτό! Οι μαύρες τρύπες δεν ταξιδεύουν στο σύμπαν τρώγοντας αστέρια, πλανήτες και φεγγάρια. Η Γη δεν πρόκειται να πέσει σε μια μαύρη τρύπα γιατί πολύ απλά δεν υπάρχει καμία κοντά μας. Ακόμα και εάν υποθέσουμε ότι στην θέση του Ήλιου βάζαμε μια μαύρη τρύπα με την ίδια μάζα, η Γη μας δεν θα έπεφτε μέσα, ούτε φυσικά και οι άλλοι πλανήτες του Ηλιακού μας συστήματος.


Δρ. Αθανάσιος Στάβερης-Πολυκαλάς