Στο φως ήρθε η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας

Ανακοινώθηκε σήμερα ότι μια διεθνής ομάδα αστρονόμων κατόρθωσε να διαπεράσει το σκοτεινό πέπλο που καλύπτει το κέντρο του Γαλαξία, κατορθώνοντας να απεικονίσει για πρώτη φορά τον “ήρεμο γίγαντα” που βρίσκεται εκεί: μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, μια χωροχρονική καταπακτή μέσα από την οποία έχουν πάρει το δρόμο προς τη λήθη κάπου 4 εκατομμύρια αστέρες, αφήνοντας πίσω μονάχα τη βαρύτητά τους και έναν βίαια καμπυλωμένο χωροχρόνο. 

Η εικόνα, η οποία δόθηκε στη δημοσιότητα στο πλαίσιο έξι ταυτόχρονων συνεντεύξεων τύπου σε Ηνωμένες Πολιτείες, Ευρώπη και αλλού, απεικονίζει ένα φωτεινό στεφάνι από εκπομπές ραδιοκυμάτων, το οποίο πλαισιώνει το απόλυτο κενό. 

Η απεικόνιση αυτή έρχεται να προστεθεί στην πρώτη εικόνα μαύρης τρύπας που καταγράφηκε στην ιστορία της αστρονομίας, το 2019, από την ίδια επιστημονική ομάδα, όταν φωτογραφήθηκε η θηριώδης μαύρη τρύπα στην καρδιά του Μ87. Η νέα εικόνα αποκαλύπτει νέες λεπτομέρειες των βίαιων αστροφυσικών διεργασιών και της αλλόκοτης βαρυτικής πραγματικότητας που επικρατεί στο κέντρο της φαινομενικά γαλήνιας γαλαξιακής γειτονιάς μας. 

Οι μαύρες τρύπες αποτελούν μια δυσάρεστη παράμετρο της θεωρίας της σχετικότητας, όπως τη διατύπωσε πρώτος ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, η οποία θεωρία αποδίδει τη βαρύτητα στην καμπύλωση του χώρου και του χρόνου λόγω των δυνάμεων που ασκούν η ύλη και η ενέργεια, έτσι όπως ένα στρώμα θα υποχωρούσε κάτω από το βάρος του ατόμου που κοιμάται επάνω του. 

Τοξότης Α* (Sagittarius A*), η πρώτη φωτογραφία της μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας

Η θεωρία του Αϊνστάιν οδήγησε σε μια νέα αντίληψη του σύμπαντος, όπου ο χωροχρόνος μπορούσε να σαλεύει, να καμπυλώνεται, να διαρρηγνύεται, να επεκτείνεται, να στροβιλίζεται, ακόμη και να εξαφανίζεται, οριστικά και αμετάκλητα, καταλήγοντας στην ακόρεστη χοάνη μιας μαύρης τρύπας, ενός βαρυτικού φαινομένου τόσο ισχυρού ώστε ούτε καν το φως δεν είναι ικανό να του ξεφύγει.  

Ο ίδιος ο Αϊνστάιν δεν υπήρξε θιασώτης αυτής της άποψης, όμως πλέον οι επιστήμονες γνωρίζουν πως το σύμπαν είναι διάσπαρτο με μαύρες τρύπες. Πολλές από αυτές είναι απομεινάρια νεκρών αστέρων που κατέρρευσαν κάτω από το ίδιο τους το βάρος και η διαδικασία αυτή δεν ανακόπηκε έκτοτε.  

Όμως, από ό,τι φαίνεται υπάρχει μια μαύρη τρύπα στο κέντρο σχεδόν κάθε γαλαξία, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, η οποία θα μπορούσε να είναι εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από ό,τι ο Ήλιος. Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να μη γνωρίζουν πώς κατόρθωσαν αυτές οι πελώριες μαύρες τρύπες να αποκτήσουν τέτοιες διαστάσεις. 

Παραδόξως, και παρά την ικανότητά τους να καταπίνουν ακόμη και το φως, οι μαύρες τρύπες είναι τα πλέον φωτεινά αντικείμενα στο σύμπαν. Διάφορες μορφές ύλης -αέρια, σκόνη, κατακερματισμένοι αστέρες- που καταλήγουν σε μια μαύρη τρύπα υπερθερμαίνονται, σχηματίζοντας μια πυκνή δίνη ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Το μεγαλύτερο μέλος αυτής της ύλης πέφτει μέσα στη μαύρη τρύπα, όμως ένα μέρος του εξακοντίζεται στο διάστημα, εξαιτίας των τεραστίων πιέσεων που ασκούν τα μαγνητικά πεδία. 

Αυτά τα συμπαντικά πυροτεχνήματα, τα οποία είναι ικανά να υπερβούν ακόμη και κατά χίλιες φορές σε λαμπρότητα τους γύρω γαλαξίες, είναι ορατά από ασύλληπτες αποστάσεις: όταν παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας του 1960 ονομάστηκαν κβάζαρ. Η ανακάλυψή τους ήταν εκείνη που ώθησε φυσικούς και αστρονόμους να εξετάσουν πολύ σοβαρά το ενδεχόμενο να υπάρχουν μαύρες τρύπες. 

Το τι γέννησε αυτούς τους αδηφάγους γίγαντες παραμένει μυστήριο. Μήπως αποτελούν τον απόηχο της ενέργειας που εκλύθηκε κατά τη Μεγάλη Έκρηξη; Να είναι ίσως θηριώδεις αστέρες που κατέρρευσαν, καταβροχθίζοντας κάθε τι γύρω τους, κατά τη χαραυγή του σύμπαντος; 

Στο κέντρο του Γαλαξία μας, εντοπίζεται μια αχνή πηγή θορύβου, στην οποία δόθηκε η ονομασία Τοξότης Α*. Σύμφωνα με αστρονόμους που έχουν μελετήσει το φαινόμενο, ό,τι κι αν βρίσκεται εκεί έχει μάζα ίση με 4,14 εκατομμύρια ήλιους. Στην εκτίμηση αυτή κατέληξαν παρακολουθώντας τις τροχιές που διαγράφουν οι αστέρες και τα νέφη αερίων που στροβιλίζονται στο κέντρο του Γαλαξία, με ταχύτητες που αγγίζουν το ένα τρίτο της ταχύτητας του φωτός.  

Μελέτη που συντάχθηκε το 1967 από το φυσικό Τζέιμς Μπαρντίν, καταλήγει στην εικασία πως η μαύρη τρύπα του Τοξότη, εφόσον πράγματι υπήρχε στο σημείο αυτό, θα εμφανιζόταν σαν ένας σκοτεινός κύκλος πλαισιωμένος από ένα θαμπό φωτοστέφανο ραδιοκυμάτων. Με διάμετρο ογδόντα εκατομμυρίων χιλιομέτρων, το φαινόμενο αυτό θα απεικονιζόταν από τη Γη με μέγεθος ίσο όσο ένα πορτοκάλι στη Σελήνη. 

Οι αστρονόμοι επιχειρούσαν εδώ και χρόνια να ενισχύσουν την ευκρίνεια των τηλεσκοπίων τους ώστε να αποκαλύψουν τη σκιά στο κέντρο εκείνου του πορτοκαλί αποτυπώματος. Όμως, τα ιονισμένα ηλεκτρόνια και πρωτόνια που κινούνται στο διαστρικό διάστημα διαθλούν τα ραδιοκύματα, αλλοιώνοντας τις λεπτομέρειες της πηγής. 

Προκειμένου να διεισδύσουν στη μαύρη τρύπα, οι ερευνητές έπρεπε να ρυθμίσουν τα ραδιοτηλεσκόπιά τους σε βραχύτερα μήκη κύματος, ώστε να διαπεράσουν τη θολούρα. Κι εκτός αυτού, χρειάζονταν ένα μεγαλύτερο τηλεσκόπιο. 

Το 2009, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων συνάσπισαν τις δυνάμεις τους, συγκροτώντας το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων, στο πλαίσιο ενός συνεργατικού εγχειρήματος στο οποίο συμμετέχουν πλέον περισσότερο από 300 αστρονόμοι, προερχόμενοι από 13 ερευνητικά ιδρύματα. Σήμερα, το εγχείρημα αξιοποιεί τις δυνατότητες 11 διαφορετικών ραδιοτηλεσκόπιων σε ολόκληρο τον κόσμο, τα οποία συγκροτούν ένα τηλεσκόπιο παγκοσμίων διαστάσεων. 

Ορίζοντας Γεγονότων ονομάζεται στην αστρονομία το σημείο χωρίς επιστροφή αν επιχειρούσε κανείς να προσεγγίσει μια μαύρη τρύπα. Η ομάδα κατέγραψε τον πρώτο της θρίαμβο τον Απρίλιο του 2019, όταν παρουσίασε την απεικόνιση της μαύρης τρύπας στο γαλαξία Μ87. Το 2021, μέλη της ομάδας επεξεργάστηκαν τα δεδομένα που είχαν συλλέξει, αποκαλύπτοντας μαγνητικά πεδία τα οποία στροβιλίζονταν γύρω από τη μαύρη τρύπα, θυμίζοντας μια πυκνά γραμμωτή κάνη όπλου, που εξακόντιζε ύλη στο κενό. 

Ο Τοξότης Α*, η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, αποτελεί στριφνότερο στόχο. Έχει μάζα και μέγεθος ίση με το ένα χιλιοστό εκείνης του Μ87, επομένως εξελίσσεται χίλιες φορές ταχύτερα. Η μαύρη τρύπα του Μ87 μετά βίας μοιάζει να σαλεύει στη διάρκεια μιας εβδομαδιαίας παρατήρησης, ενώ ο Τοξότης Α* αλλάζει εμφάνιση ακόμη και κάθε πέντε λεπτά. Πλέον, το ζητούμενο για τους επιστήμονες είναι να εντοπίσουν τι μεταβάλλεται και τι παραμένει ίδιο, δηλαδή να διακρίνουν τις σταθερές δομές της μαύρης τρύπας από την ύλη που στροβιλίζεται ολόγυρά της. 

Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να είναι θεαματικά όσο και αποκαλυπτικά, καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν την προσπάθεια να φέρουν στο φως τα μυστικά του σύμπαντος.