Κρήτη

ΙΤΕ - «Φως» στις μαύρες τρύπες: Φτωχά σε μέταλλα, αλλά υπέρλαμπρα σε ακτίνες Χ!

Καινοτόμα έρευνα από επιστήμονες στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ και στο Πανεπιστήμιο Κρήτης ρίχνει «φως» στις μαύρες τρύπες

Ένα γιγαντιαίο αστέρι πεθαίνει. Και καθώς ξεψυχά χάνει τη μάχη που δίνει με τη βαρύτητα, καταρρέει, συμπιέζεται ακόμα περισσότερο και από το υλικό ενός αστέρα νετρονίων, δημιουργώντας ένα τέρας του διαστήματος, μια μαύρη τρύπα, που “καταπίνει” τα πάντα γύρω της, ακόμα και το φως. Και όταν και αυτό παραδίδεται στις τρομακτικές “ορέξεις” της μέλαινας οπής, δίνει το στίγμα της μεγάλης μάχης στον λεγόμενο «ορίζοντα γεγονότων», το σημείο “χωρίς επιστροφή”.

Καθώς η κοσμική αυτή πάλη έχει σαν αποτέλεσμα την πρόκληση τεράστιων θερμοκρασιών, το ξεψύχισμα του φωτός “προδίδει” το αδηφάγο κοσμικό τέρας, τη μαύρη τρύπα. Όμως, για να το δει αυτό κάποιος παρατηρητής, πρέπει να κοιτάξει με ακτινοβολία Χ, η οποία αυξάνει το “κοντράστ” σε επίπεδα που αυτή η τρομακτική πάλη μπορεί να γίνει διακριτή. Και εδώ βρίσκεται η σπίθα μιας κορυφαίας ανακάλυψης από επιστήμονες στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ και στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, η οποία και δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο έγκριτο περιοδικό αστρονομίας “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Η εργασία, που εκπονήθηκε στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής του ΙΤΕ και το Πανεπιστήμιο Κρήτης, από τους δρ. Κώστα Κουρουμπατζάκη και καθ. Ανδρέα Ζέζα (Παν. Κρήτης και συνεργαζόμενος ερευνητής Ινστ. Αστροφυσικής), σε συνεργασία με τους δρ. Anna Wolter (INAF - Brera), δρ. Antonella Fruscionne (Center for Astrophysics - Harvard and Smithsonian), δρ. Κωνσταντίνα Αναστασοπούλου (INAF - Brera) και δρ. Andrea Prestwich (Center for Astrophysics - Harvard and Smithsonian), απέδειξε κάτι εξαιρετικά σημαντικό για την εξέλιξη των αστεριών και των γαλαξιών: Ότι διαφορετικές περιοχές ενός γαλαξία εμπεριέχουν πολύ διαφορετικές ποσότητες μετάλλων, παρά το γεγονός ότι φιλοξενούν νέους αστρικούς πληθυσμούς παρόμοιων ηλικιών. Αυτή η διαφορετική μεταλλικότητα επηρεάζει την εξέλιξη των άστρων και κατά συνέπεια το ποσοστό των “αστρικών πτωμάτων”, δηλαδή των μελαινών οπών ή των αστέρων νετρονίων που αφήνουν μετά τον θάνατό τους. Το βασικό αποτέλεσμα, ωστόσο, της έρευνας είναι ότι οι φτωχές σε μέταλλα περιοχές έχουν μεγαλύτερη φωτεινότητα ακτινών Χ. Και αυτό σημαίνει ότι πιο ισχυρές ακτίνες Χ μπορούν να κάνουν ορατή την ύπαρξη μαύρων τρυπών.

Όπως μας εξήγησε ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Κρήτης και συνεργαζόμενος ερευνητής του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ Ανδρέας Ζέζας, μπορούμε να δούμε μια μαύρη τρύπα μόνο όταν υπάρχει κάτι δίπλα σε αυτή, με αποτέλεσμα να θερμαίνεται με τρομακτικές θερμοκρασίες που γίνονται ορατές σε ακτίνες Χ. Διαφορετικά στο οπτικό κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατόν, καθώς το φως εκατομμυρίων αστεριών δε μας επιτρέπει να δούμε ποια έχουν μαύρες τρύπες. Όμως με τις ακτίνες Χ αυτό γίνεται πιο εύκολο, καθώς αυξάνεται πάρα πολύ το “κοντράστ” στην εικόνα που λαμβάνουμε. Για να έχουν πιο έντονη ακτινοβολία και άρα να προδίδονται οι μαύρες τρύπες, πρέπει να έχουν ένα “θύμα” δίπλα τους το οποίο και “καταβροχθίζουν”.

Άρα η ακτινοβολία Χ έχει ιδιαίτερη σημασία και για τον εντοπισμό του αστεριού που βρίσκεται δίπλα της, στην απόσταση που επιτρέπει στη μαύρη τρύπα να δρα καταπίνοντας τα πάντα γύρω της, με το ποσοστό των μετάλλων που επηρεάζει την εν λόγω ακτινοβολία να είναι καθοριστικό για την εξέλιξη τέτοιων διπλών συστημάτων. Η έρευνα αυτή έχει ακόμα μεγαλύτερη σημασία, καθώς είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται εντός ενός γαλαξία περιοχές χαμηλής μεταλλικότητας να παράγουν ακτινοβολία Χ μεγαλύτερης έντασης, σε σύγκριση με περιοχές υψηλής μεταλλικότητας, οι οποίες μάλιστα φιλοξενούν υπέρλαμπρες πηγές ακτινών Χ άγνωστης προέλευσης. Μέχρι σήμερα, το φαινόμενο αυτό είχε παρατηρηθεί μόνο σε διαφορετικούς γαλαξίες.

Προσοχή όμως. Όταν μιλάμε για μέταλλα πρέπει να ξεχάσουμε αυτό που έχουμε κατά νου. Για την Αστροφυσική, όπως μας διευκρίνισε ο κ. Ζέζας, υπό τον όρο «μέταλλα» αναφέρεται οτιδήποτε δεν είναι Υδρογόνο και Ήλιο. Ο λόγος είναι ότι αυτά παρήχθησαν κατά τη δημιουργία του σύμπαντος, ενώ τα “μέταλλα” αποτελούν προϊόντα δευτερογενούς παραγωγής μέσω της εξελικτικής διαδικασίας ενός αστεριού.

Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

Κατανοώντας μια μαύρη τρύπα

«Αυτά τα αποτελέσματα είναι σημαντικά στην κατανόηση του ρόλου της μεταλλικότητας στη δημιουργία και εξέλιξη μελαινών οπών και αστέρων νετρονίων που βρίσκονται σε αστρικά συστήματα. Παράλληλα, είναι ένα πεδίο έντονης δραστηριότητας, καθώς προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για τα αστρικά πτώματα, τα οποία υπό τις κατάλληλες συνθήκες μπορεί να γίνουν πηγές βαρυτικών κυμάτων, αλλά ακόμα και για το πολύ νεαρό Σύμπαν (όταν είχε μόλις το 1% της σημερινής του ηλικίας), όπου τέτοια συστήματα ενδέχεται να καθόρισαν σε σημαντικό βαθμό την εξέλιξη των γαλαξιών στο σύνολό τους», σημειώνει από την πλευρά του ο δρ. Κώστας Κουρουμπατζάκης, ο οποίος ηγήθηκε αυτής της σημαντικής έρευνας.

Η μελέτη εστίασε στον γειτονικό μας γαλαξία NGC 922, ο οποίος δημιουργήθηκε από την ταχύτατη και σχεδόν μετωπική σύγκρουση ενός νάνου και ενός μεγαλύτερου γαλαξία, που είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων άστρων. Το γεγονός ότι αυτά τα άστρα έχουν σχεδόν την ίδια ηλικία μάς επιτρέπει να εξετάσουμε τον ρυθμό παραγωγής αστρικών πτωμάτων, μέσω της ακτινοβολίας Χ που εκπέμπουν. Όπου σημειωτέον, όπως μας εξήγησε ο κ. Ζέζας, αν μιλάμε για νεαρούς αστρικούς “πληθυσμούς” ηλικίας μερικών μόνο εκατομμυρίων ετών, αυτά τείνουν να παράγουν περισσότερη ακτινοβολία Χ λίγο πριν τον “ορίζοντα γεγονότων” μιας μαύρης τρύπας.

Ο δε γαλαξίας NGC 922, καθώς βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο, παρατηρήθηκε μέσω των διαστημικών τηλεσκοπίων Chandra της NASA (ακτίνες - Χ), Hubble (oπτικό), WISE (υπέρυθρο), και το επίγειο τηλεσκόπιο New - Technology Telescope (ΝΤΤ) του European Southern Observatory (ESO, οπτική φασματοσκοπία). Η δε ανάλυση των δεδομένων έγινε από το Αστεροσκοπείο στο Σκίνακα του Ψηλορείτη. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (ERC) και τη δράση RISE - Marie Skłodowska - Curie.

(Φωτογραφία Αρχείου Unsplash)

ΤΑ ΝΕΑ του neakriti.gr ΣΤΟ Google News

Τα δημοφιλέστερα του 24ώρου

Σχόλια