Ο κρίκος ανάμεσα στις μαύρες τρύπες και τους αστέρες νετρονίων

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΝΕΑ Σπύρος Μανουσέλης

Από καιρό οι αστροφυσικοί γνωρίζουν ότι οι αστέρες νετρονίων, κάποια περιδινούμενα άστρα ή πάλσαρ και οι μαύρες τρύπες αποτελούν τα τελικά στάδια της εξέλιξης των άστρων που έχουν μάζα πολλαπλάσια από αυτήν του Ηλιου. Οταν αυτά τα μεγάλα άστρα εξαντλούν τα πυρηνικά τους «καύσιμα» σβήνουν για πάντα, και ο αστρικός τους πυρήνας καταρρέει βίαια προς το κέντρο του, αυξάνοντας τη θερμοκρασία και την πίεση στο εσωτερικό του σε ασύλληπτα υψηλά επίπεδα, μετατρέποντας έτσι όλη την ύλη στο εσωτερικό τους σε μια συμπαγή μάζα νετρονίων. Αυτό έχει συνέπεια, σε κλάσματα του δευτερολέπτου, να καταρρέουν και οι εξωτερικές στοιβάδες του άστρου, οι οποίες προσκρούοντας στον συμπαγή πια αστρικό πυρήνα εκτινάσσονται πολύ βίαια προς τα έξω σε μια έκρηξη σουπερνόβα.

Ωστόσο, η διεργασία «αυτοκτονίας» των άστρων που καταρρέουν δεν είναι πάντα η ίδια, αλλά εξαρτάται από το αν ο αστρικός τους πυρήνας έχει μάζα μικρότερη από τις περίπου 3 ηλιακές μάζες, τότε το αστρικό λείψανο που απομένει μετά την αστρική έκρηξη γίνεται ένας «αστέρας νετρονίων». Πρόκειται δηλαδή για υπέρπυκνα λείψανα άστρων που η μάζα τους είναι περίπου από 1,5 έως 3 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ηλιου και η οποία συμπιέζεται τελικά σε μια σφαίρα με διάμετρο που δεν υπερβαίνει τα 10-20 km! Αν, αντίθετα, η μάζα του αστρικού πυρήνα υπερβαίνει το όριο των 3 ηλιακών μαζών, τότε η ύλη του καταρρέει σε ένα σημείο μηδενικού όγκου και άπειρης πυκνότητας και αυτά τα πιο μεγάλα άστρα μετατρέπονται σε «μαύρες τρύπες».

Οι αστρονόμοι πίστευαν, μέχρι σήμερα, ότι η συνολική μάζα που απαιτείται για να καταρρεύσει ένα αστέρι νετρονίων είναι περίπου 2,2 φορές μεγαλύτερη από τη συνολική μάζα του Ηλιου, ενώ οι ελαφρύτερες μαύρες τρύπες που δημιουργούνται υπολογίζεται ότι έχουν περίπου 5 φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ηλιο. Εν τούτοις, η συναρπαστική ανακάλυψη που έγινε από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο MeerKAT, που βρίσκεται στο Βόρειο Ακρωτήρι της Νότιας Αφρικής, δείχνει ότι τα πράγματα είναι πιο περίπλοκα.

Σύμφωνα με το σχετικό άρθρο τους στο κορυφαίο περιοδικό «Science», αυτοί οι αστροφυσικοί εντόπισαν ένα αινιγματικό αντικείμενο μέσα στο πυκνό σμήνος αστεριών «NGC 1851» που βρίσκεται περίπου 38.000 έτη φωτός από τη Γη. Το περίεργο με τη νέα σκοτεινή οντότητα που ανακάλυψαν είναι ότι πρόκειται για ένα διαστημικό αντικείμενο λίγο βαρύτερο από τα πιο βαριά αστέρια νετρονίων και ταυτοχρόνως πολύ ελαφρύτερο από τις ελαφρύτερες γνωστές μαύρες τρύπες.

Πράγματι, αυτό το πολύ περίεργο αντικείμενο που πρώτη φορά εντοπίστηκε από τους ερευνητές έχει μάζα μεταξύ 2,1 και 2,7 ηλιακές μάζες, άρα μπορεί να είναι είτε το πιο ογκώδες αστέρι νετρονίων που έχει παρατηρηθεί ποτέ είτε η μικρότερη σε όγκο μαύρη τρύπα που έχει εντοπιστεί μέχρι τώρα. Ομως, ενδέχεται να είναι και κάτι εντελώς νέο, δηλαδή κάτι ενδιάμεσο μεταξύ αυτών των δύο, για το οποίο μέχρι σήμερα τίποτα δεν γνωρίζουμε, αφού εντοπίζεται πρώτη φορά.

Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για μια μοναδική ανακάλυψη και όπως δήλωσε ο Μπεν Στάπερς, καθηγητής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ και επικεφαλής της έρευνας: «Κάθε πιθανότητα σχετικά με τη φύση αυτού του αντικειμένου είναι συναρπαστική: Ενα σύστημα πάλσαρ-μαύρης τρύπας θα είναι ένας σημαντικός στόχος για τη δοκιμή των θεωριών της κβαντικής βαρύτητας,ενώ ένα πιο βαρύ αστέρι νετρονίων θα προσφέρει νέες γνώσεις για την πυρηνική φυσική σε πολύ υψηλές πυκνότητες».

Πηγη:https://www.efsyn.gr/epistimi/epistimonika-nea/423431_o-krikos-anamesa-stis-mayres-trypes-kai-toys-asteres-netronion