Η ανυπαρξία «πυροτεχνημάτων» στο κέντρο του Γαλαξία γεννά ιδέες για τη φύση του περιβάλλοντος της μαύρης τρύπας

Το κέντρο του Γαλαξία μας, περίπου είκοσι πέντε χιλιάδες έτη φωτός μακριά από τη Γη, είναι αόρατο σε μας, στην περιοχή του ορατού φωτός, λόγω των εκτεταμένων ποσών της απορρόφησης από την ενδιάμεση διαστημική σκόνη.
Ωστόσο, ακτινοβολίες σε πολλά άλλα μήκη κύματος, όπως οι υπέρυθρες ακτινοβολίες, τα ραδιοκύματα και οι ενεργητικές ακτίνες Χ, μπορούν να διαπεράσουν το υλικό που καλύπτει το κέντρο. Στην καρδιά του γαλαξιακού κέντρου υπάρχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα, SgrA * (προφέρεται «Sagittarius A-star»), με ύλη περίπου τέσσερα εκατομμύρια ηλιακές μάζες. Είναι σχετικά αμυδρό αντικείμενο και δείχνει κάποιο ελαφρύ τρεμούλιασμα που θεωρείται ότι είναι το αποτέλεσμα μικρών ποσοτήτων ύλης που τυχαία συσσωρεύονται σε ένα δίσκο γύρω από αυτό. Η γενική της παθητικότητα διακρίνει την Sgr A* από πολλές άλλες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, σε άλλα γαλαξιακά κέντρα, που ενεργά συσσωρεύουν και θερμαίνουν μεγάλες ποσότητες υλικού και στη συνέχεια εκτοξεύουν ισχυρούς διπολικούς πίδακες ταχέως κινούμενων φορτισμένων σωματιδίων.
Πριν από μερικά χρόνια οι αστρονόμοι εντόπισαν ένα μεγάλο νέφος αερίου (εκτιμάται ότι έχει μέγεθος τρεις μάζες Γης) να κινείται σχετικά γρήγορα προς την SgrA *. Ορισμένα μοντέλα προέβλεπαν ότι το νέφος (γνωστό ως G2) θα διαλυόταν από τη μαύρη τρύπα κατά τη διάρκεια του 2015, ένα γεγονός που θα μπορούσε να συνοδεύεται από ανιχνεύσιμη ακτινοβολία που με τη σειρά του θα μπορούσε να ρίξει φως στους μηχανισμούς τροφοδοσίας μιας μαύρης τρύπας. Αυτό δεν συνέβη. Η χρονιά πέρασε χωρίς «πυροτεχνήματα», πιθανώς επειδή το G2 ήταν πάρα πολύ πυκνό για να διαλυθεί.
Ο αστρονόμος Michael McCourt, από το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian, του Πανεπιστημίου Harvard και του Ιδρύματος Smithsonian, μαζί με την συνάδελφό του Ann-Marie Madigan, αξιοποίησαν στο έπακρο αυτό το πρόσφατο μη-γεγονός. Αναγνώρισαν ότι η συνεχιζόμενη εκπομπή ακτίνων Χ από την SgrA * απαιτούσε ρυθμό εισροής, μερικών μαζών Γης ετησίως από το υλικό που περιβάλλει την μαύρη τρύπα, αλλά ότι ο ρυθμός αυτός δεν ήταν σύμφωνος με σχεδόν κάθε άλλη μέτρηση, συμπεριλαμβανομένης-μεταξύ άλλων-της ολικής φωτεινότητας της SgrA *. Το ξεδιάλεγμα των πιθανών λύσεων απαιτούσε γνώση της κατανομής του αερίου πολύ κοντά στη μαύρη τρύπα, σε αποστάσεις μικρότερες από ότι η απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τις αλλαγές στην τροχιά του G2 καθώς περνούσε μέσα από αυτό το μέσο για να εξερευνήσει το εσώτατο αέριο. Ακόμη και αν το αντικείμενο δεν καταβροχθίζονταν όπως αναμενόταν, η πορεία του θα μπορούσε να μεταβληθεί. Αξιοποίησαν επίσης, ένα δεύτερο μικρό νέφος στο σύστημα, το G1, για να εντοπίσουν κάποιες παραμέτρους καθώς τα δύο κινήθηκαν κατά τη διάρκεια του έτους, ιδιαίτερα έκκεντρα, με σχεδόν συνεπίπεδες τροχιές γύρω από SgrA *.
Οι επιστήμονες διαμόρφωσαν σε μοντέλα μικρές αλλαγές στις παραμέτρους τροχιάς των G1 και G2, καθώς κινούνταν, υποθέτοντας ότι οι αλλαγές οφείλονταν σε συναντήσεις με το υπάρχον τοπικό υλικό. Η ανάλυσή τους παρέχει τον πρώτο προσδιορισμό του άξονα περιστροφής της ροής προσαύξησης και υποδεικνύει την πηγή της προσαύξησης ως προερχόμενη από το μεγάλο δακτύλιο του μοριακού αερίου, που βρίσκεται περίπου 4 έτη φωτός από τη μαύρη τρύπα, μάλλον, παρά από τους αστρικούς ανέμους που υπάρχουν στον ενδιάμεσο χώρο. Το αποτέλεσμα είναι ένα σημαντικό στοιχείο για τη φύση του περιβάλλοντος της μαύρης τρύπας και, επιπλέον, έχει και μερικές παρατηρησιακές συνέπειες που μπορούν να ελεγχθούν κατά την επόμενη δεκαετία, συμπεριλαμβανομένων των μελλοντικών διαδρομών των G2 και G2 και τη γεωμετρία της εκπομπής κοντά στο σύνορο της μαύρης τρύπας.

Πηγή: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)  http://egno.gr/

Περισσότερα στη δημοσίευση: Going with the flow: using gas clouds to probe the accretion flow feeding Sgr A*, MNRAS (January 11, 2016)

Σημείωση: Η εικόνα που συνοδεύει το κείμενο είναι μια ψευδώς χρωματισμένη υπέρυθρη εικόνα της περιοχής γύρω από τον πυρήνα του Γαλαξία μας, την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα SgrA*. Ο δείκτης δείχνει την θέση της, που ακτινοβολεί αμυδρά λόγω της συσσώρευσης υλικού. Τα άλλα αντικείμενα είναι άστρα ή πυκνά νέφη που βρίσκονται είτε σε τροχιά γύρω από τη μαύρη τρύπα ή γενικά στο περιβάλλον της.