Η φημολογούμενη μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα μπορεί να κρύβεται στον Γαλαξία μας
Οι αστρονόμοι έχουν βρει τα καλύτερα στοιχεία μέχρι στιγμής για την ύπαρξη μιας μεσαίου μεγέθους μαύρης τρύπας—αντικείμενα που φημολογούνται εδώ και καιρό μεγαλύτερα από τις μικρές μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν από ένα μόνο αστέρι, αλλά πολύ μικρότερα από τα γιγάντια που κρύβονται στα κέντρα των γαλαξιών—και κρύβεται έξω στον δικό μας Γαλαξία. Εάν η ανακάλυψη επιβεβαιωθεί, θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι ο γαλαξίας μας έχει μεγαλώσει κανιβαλίζοντας τους μικρότερους γείτονές του.
"Είναι ένα πολύ προσεγμένο χαρτί και έχουν υπέροχα δεδομένα. Είναι τα πιο πολλά υποσχόμενα στοιχεία μέχρι στιγμής" για μια ενδιάμεση μάζα μαύρη τρύπα, λέει ο αστρονόμος Kevin Schawinski του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας στη Ζυρίχη.
Οι μαύρες τρύπες είναι δύσκολο να τις δούμε γιατί δεν εκπέμπουν το δικό τους φως. Αλλά μπορούν να ανιχνευθούν από την επιρροή τους σε κοντινά αντικείμενα, για παράδειγμα εάν η μαύρη τρύπα είναι σε ένα δυαδικό ζεύγος με ένα αστέρι ή εάν καταναλώνει αέριο που θερμαίνεται καθώς πλησιάζει και λάμπει έντονα. Οι αστρονόμοι έχουν βρει εδώ και καιρό στοιχεία για μικρές μαύρες τρύπες σε μέγεθος αστεριού —έως και 10 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ήλιου— και υπερμεγέθους, που περιέχουν εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, σε γαλαξιακούς πυρήνες.
Αλλά οι μεσαίου μεγέθους μαύρες τρύπες έχουν διαφύγει την ανίχνευση. Οι καλύτεροι υποψήφιοι μέχρι στιγμής ήταν οι λεγόμενες υπερφωτεινές πηγές ακτίνων Χ σε κοντινούς γαλαξίες. Ωστόσο, οι ερευνητές διίστανται σχετικά με το εάν πρόκειται για μαύρες τρύπες μεσαίου μεγέθους, που λάμπουν καθώς απορροφούν πολλά αέρια από το περιβάλλον ή για μικρότερες που καταπίνουν με πολύ γρήγορο ρυθμό.
Πέρυσι, μια ομάδα με επικεφαλής τον Tomoharu Oka του Πανεπιστημίου Keio στη Γιοκοχάμα της Ιαπωνίας, ανέφερε ότι βρήκε ένα περίεργο νέφος μοριακού αερίου, που ονομάζεται CO-0,40-0,22, κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας. Το αέριο στο σύννεφο, που ανιχνεύθηκε με το ραδιοτηλεσκόπιο Nobeyama μήκους 45 μέτρων του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας, κινούνταν με πολύ μεγάλο εύρος ταχυτήτων, μερικές από αυτές τόσο γρήγορα που η ομάδα υποψιάστηκε ότι κάτι πολύ τεράστιο κρυβόταν εκεί. Οι προσομοιώσεις των κινήσεων του αερίου έδειξαν ότι φιλοξενούσε μια μαύρη τρύπα 100.000 ηλιακών μαζών.
Έκτοτε, η ομάδα μελέτησε το σύννεφο με άλλα όργανα, ιδιαίτερα με το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), μια συλλογή 66 πιάτων ψηλά στις Χιλιανές Άνδεις που παρατηρεί μικρότερα μήκη κύματος από τα παραδοσιακά ραδιοπαρατηρητήρια. Η μεγάλη απόσταση των πιάτων—μπορούν να τοποθετηθούν σε απόσταση έως και 16 χιλιομέτρων— δίνει στη σειρά τη δυνατότητα να βλέπει πολύ λεπτές λεπτομέρειες σε μακρινά αντικείμενα.
Όπως αναφέρουν σήμερα η Oka και οι συνεργάτες της στο Nature Astronomy , όταν μελέτησαν το CO-0.40-0.22 με το ALMA εντόπισαν μια ιδιαίτερα πυκνή συστάδα αερίου κοντά στο κέντρο του νέφους που έδειξε και πάλι μια κατανομή ταχυτήτων που υποδηλώνει ένα τεράστιο κοντινό αντικείμενο, και πάλι υποστηριζόμενη από προσομοιώσεις των κινήσεων του αερίου. Και ακριβώς δίπλα στη συστάδα υπήρχε μια αμυδρή πηγή ραδιοκυμάτων. Το φάσμα αυτής της πηγής φαινόταν πολύ παρόμοιο με αυτό του Τοξότη Α* (Sgr A*), η ραδιοφωνική πηγή που πιστεύεται ότι είναι η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, αλλά 500 φορές λιγότερο φωτεινή. Αυτή η ομοιότητα με το Sgr A* "υποστηρίζει την ιδέα ότι το CO-0.40-0.22* [ο αστερίσκος που υποδηλώνει τη ραδιοφωνική πηγή] είναι μια μαύρη τρύπα μέσης μάζας", λέει ο Oka.
Πώς όμως σχηματίστηκε και πώς έφτασε εκεί; Μερικοί πιστεύουν ότι οι μεσαίου μεγέθους μαύρες τρύπες γεννιούνται στους πυρήνες των πυκνών αστρικών σμηνών, από τα οποία υπάρχουν περίπου 150 στον Γαλαξία μας, αλλά η ομάδα του Oka λέει ότι το CO-0,40-0,22* είναι πολύ μεγάλο για να έχει προκύψει με αυτόν τον τρόπο. Αντίθετα, οι επιστήμονες προτείνουν ότι είναι ο πρώην πυρήνας ενός νάνου γαλαξία που έχει βυθιστεί στον Γαλαξία μας, έχει απογυμνωθεί από τα αστέρια του και προορίζεται να πέσει μια μέρα στο Sgr A*. Υπάρχουν περίπου 50 νάνοι γαλαξίες στην περιοχή του Γαλαξία και εάν το CO-0.40-0.22* επιβεβαιωθεί ως μαύρη τρύπα, αυτό θα υποστήριζε την ιδέα ότι οι γαλαξίες αναπτύσσονται μέσω τέτοιου κανιβαλισμού. Ο Schawinski λέει ότι το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, ένας κοντινός νάνος γαλαξίας ορατός στον νότιο ουρανό, "αν έχει μια μαύρη τρύπα, θα μπορούσε να καταλήξει σε ένα παρόμοιο μέρος."
Ο Oka λέει ότι η ομάδα του θα συνεχίσει να παρατηρεί το CO-0.40-0.22* σε άλλα μήκη κύματος και θα το παρακολουθεί μακροπρόθεσμα για να δει αν εμφανίζει διακυμάνσεις στη φωτεινότητα γνωστές ως οιονεί περιοδικές ταλαντώσεις, οι οποίες είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικές των δίσκων προσαύξησης γύρω από το μαύρο τρύπες? αυτό θα έδινε στους επιστήμονες καλύτερη διαχείριση της μάζας της μαύρης τρύπας. Η ομάδα έχει επίσης τα μάτια της σε πολλά άλλα συμπαγή μοριακά σύννεφα που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν μαύρες τρύπες.
"Το πιο συναρπαστικό πράγμα είναι η πιθανότητα ότι οι μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας είναι πραγματικές", λέει ο Schawinski. «Γνωρίζουμε πολύ λίγα για το πώς σχηματίζονται οι μαύρες τρύπες». Αλλά εάν η ομάδα του Oka ή άλλοι είναι σε θέση να βρουν έναν πληθυσμό τέτοιων αντικειμένων, "μπορούμε να δοκιμάσουμε τις ιδέες μας."
