Πώς μπορεί μια μαύρη τρύπα να γίνει ορατή; -Η «φωτεινή» τους μεριά και ο… σκοτεινός τους ρόλος
Είναι ίσως τα πιο τρομακτικά, τουλάχιστον στο άκουσμα τους, στοιχεία του σύμπαντος. Οι μαύρες τρύπες, ακόμα και αν δεν γνωρίζουμε πλήρως τις ιδιότητες τους, αποτυπώνουν το… χειρότερο πρόσωπο του κόσμου που ζούμε.
Οι αόρατοι καταστροφείς, όπου κανείς δεν μπορεί να τους ξεφύγει αν βρεθεί κοντά τους. Ρωγμές μέσα στο σύμπαν, που καταπίνουν τα πάντα στο διάβα τους. Θα μπορούσε κανείς να βρει αμέτρητους ζοφερούς χαρακτηρισμούς για αυτές. Ωστόσο, από μια άλλη οπτική, οι μαύρες τρύπες είναι από τα πιο θεμελιώδη αλλά και… «φωτεινά» αντικείμενα στον κόσμο.
Οταν προτάθηκε η ύπαρξη τους, στα μέσα της δεκαετίας του ’60, θεωρήθηκε πως οι μαύρες τρύπες προκύπτουν ως φυσικό αποτέλεσμα του «θανάτου» ενός μεγάλου άστρου. Αυτό είναι αδιαμφισβήτητα σωστό και πλέον αποδεδειγμένο. Είναι όμως μόνο αυτό; Μια θεωρία, η οποία παρότι δεν έχει αποδειχτεί είναι βασισμένη σε αρκετές παρατηρήσεις, προτείνει πως οι μαύρες τρύπες αποτελούν βασικότατο στοιχείο στην διαμόρφωση και την εξέλιξη των γαλαξιών.
Ο Milky Way για παράδειγμα (ο γαλαξίας στον οποίο ανήκουμε) είναι γεμάτος με πάρα πολλές μαύρες τρύπες. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, ο αριθμός τους είναι τάξης μερικών… εκατοντάδων εκατομμυρίων. Αυτό βέβαια δεν προκαλεί εντύπωση στους επιστήμονες. Πόσα αστέρια, με μάζα μερικές φορές μεγαλύτερη του Ηλίου, έχουν «μείνει» από καύσιμα, από την αρχή του χρόνου μέχρι και σήμερα; Πάρα πολλά. Αντίστοιχα πολλά με τις μαύρες τρύπες.
Αυτές οι ρωγμές στον χωροχρόνο, μπορεί για τους περισσότερους να σκιαγραφούν το κακό πρόσωπο του σύμπαντος, όμως για τους επιστήμονες σημαίνουν κάτι εντελώς διαφορετικό. Στην πράξη, οι μαύρες τρύπες είναι σχετικά εύκολο να εξηγηθούν επιστημονικά. Ενα αντικείμενο μέσα στον χωροχρόνο που καθορίζεται μόνο από την μάζα του, από την ιδιοστροφορμή (σπιν) του και ίσως από το ηλεκτρικό του φορτίο. Αυτές είναι οι μόνες ιδιότητες που χαρακτηρίζουν μια μαύρη τρύπα.
Η πρώτη μαύρη τρύπα, από αστρικά «απομεινάρια», εντοπίστηκε το 1964 όταν οι αστρονόμοι εστίασαν σε μια περιοχή του σύμπαντος που ήταν ισχυρός πομπός ακτίνων Χ και ραδιοκυμάτων. Η τρύπα ονομάστηκε Cygnus X-1, λόγω του αστερισμού Cygnus στον οποίο ανήκει.
Το παράδοξο με τη Cygnus X-1 είναι πως η περιοχή της αντί να «ρουφάει» το φως γύρω της, παράγει φως! Αυτό συμβαίνει γιατί η τρύπα δεν είναι μόνη της, αλλά σε τροχιά δίπλα της κινείται ένα τεράστιο μπλε άστρο, το οποίο με αργό και σταθερό ρυθμό θα… πέσει στο στόμα της. Καθώς η αστρική ύλη πλησιάζει τη μαύρη τρύπα, συμπυκνώνεται σε ένα δίσκο καυτού υλικού, καθιστώντας τη μαύρη τρύπα ορατή με τον ίδιο τρόπο που ένας ανεμοστρόβιλος γίνεται ορατός μέσω των αντικειμένων που παρασύρει.
Συστήματα σαν αυτό είναι σχετικά εύκολο να εντοπιστούν, μέσω τηλεσκοπίων ακτίνων Χ. Ωστόσο, υπάρχουν πολύ μεγαλύτερες μαύρες τρύπες οι οποίες μπορούν ακόμα να επισκιάσουν ολόκληρους γαλαξίες.
Μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα μπορεί να έχει μάζα ίση με δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ηλίου, ενώ έμμεσα μπορεί να γίνει ένα από τα φωτεινότερα σημεία του σύμπαντος! Πέραν αυτού όμως, σύμφωνα με τις αστρονομικές παρατηρήσεις, κάθε «αξιοπρεπούς» μεγέθους γαλαξίας, έχει μια τέτοια ακριβώς στο κέντρο του!
Αυτές οι «τερατώδεις» μάζες μεγαλώνουν είτε ρουφώντας την κοντινή τους ύλη, είτε από συγχωνεύσεις με τα πλησιέστερα… αδέρφια τους. Οταν μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα «καταπίνει» κάποιο ουράνιο σώμα, τότε γίνεται ορατή ακριβώς όπως και η Cygnus X-1, αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα.
Αυτό ακριβώς συμβαίνει και στο κέντρο του Milky Way, όπου ο ενεργός γαλαξιακός πυρήνας (η μαύρη τρύπα στο κέντρο του) με μάζα ίση με αυτή του Ηλίου επί 4 εκατομμύρια, μπορεί να ανιχνευτεί όταν «καταναλώνει» διαστρική σκόνη ή όταν αστέρια αρχίζουν να περιστρέφονται κυκλικά γύρω της, με τελικό προορισμό το κέντρο της.
Ουσιαστικά η αόρατη φύση των μαύρων τρυπών έχει μια… αχίλλειο πτέρνα, η οποία είναι εκτεθειμένη όταν αυτές ετοιμάζονται να «ρουφήξουν» κάποιο σώμα. Μάλιστα με την επαλήθευση της ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων, πλέον υπάρχει ακόμα ένα ισχυρό εργαλείο εντοπισμού τους.
Γιατί όμως χρειάζεται να μελετήσει κανείς μια μαύρη τρύπα; Πέραν από τον άγνωστο κόσμο που κρύβει μέσα της, αφού κανείς δεν μπορεί να πει με σιγουριά τι συμβαίνει όταν κάτι πέσει μέσα στην ρωγμή του χωροχρόνου, οι κεντρικές μαύρες τρύπες ενός γαλαξία φαίνεται πως είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με τον ίδιο τον γαλαξία.
Την ώρα που οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν πως μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα αποκτά τόσο μεγάλη μάζα, προκύπτει μια παρατήρηση που δημιουργεί τεράστιες απορίες. Η επέκταση μιας μαύρης τρύπας και η επέκταση του γαλαξία όπου ανήκει είναι άμεσα συνδεδεμένες. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει πως υπάρχει μια σχέση μεταξύ των τεράστιων μαύρων τρυπών και των γαλαξιών, χωρίς όμως να μπορούν να εξηγήσουν πώς και γιατί.
Με ποιο τρόπο ο Milky Way βοηθάει στην επέκταση της μαύρης τρύπας του και αντιστρόφως; Οπως φαίνεται οι μαύρες τρύπες δεν είναι απλώς «τρομακτικά» αντικείμενα του σύμπαντος που καταπίνουν μάζα στο διάβα τους. Πέραν από την αφηρημένη έννοια της «ρωγμής του χωροχρόνου», έχουν έναν θεμελιώδη ρόλο στην δόμηση και την εξέλιξη του σύμπαντος.
Οι επιστήμονες, ειδικά μετά την επαλήθευση των βαρυτικών κυμάτων, έχουν μόλις αρχίσει να διερευνούν αυτό το ρόλο!
