Μια ομάδα διεθνών ερευνητών, γνωστών για την απομυθοποίηση πολλών ανακαλύψεων υποψήφιων μελανών οπών, βρήκε μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, έναν γειτονικό μας γαλαξία. «Πρώτη φορά, η ομάδα μας αναφέρει μια ανακάλυψη μαύρης τρύπας, αντί να την απορρίψει», λέει ο επικεφαλής της μελέτης Tomer Shenar. Επιπλέον, διαπίστωσαν ότι το αστέρι που προκάλεσε την μελανή οπή εξαφανίστηκε χωρίς κανένα σημάδι ισχυρής έκρηξης. Η ανακάλυψη έγινε μετά από παρατηρήσεις έξι ετών με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO).
«Εντοπίσαμε μια «βελόνα στ’ άχυρα», δηλώνει ο Shenar από το Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ.
Αν και έχουν προταθεί και άλλες παρόμοιες υποψήφιες μαύρες τρύπες, η ομάδα ισχυρίζεται ότι αυτή είναι η πρώτη «αδρανής», αστρικής μάζας μαύρη τρύπα, που ανιχνεύτηκε ξεκάθαρα έξω από τον Γαλαξία μας.
Οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, σχηματίζονται όταν γιγαντιαία άστρα φτάνουν στο τέλος της ζωής τους και καταρρέουν υπό τη δική τους βαρύτητα. Σε ένα δυαδικό σύστημα, ένα σύστημα δύο αστεριών που περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο, αυτή η διαδικασία αφήνει πίσω μια μαύρη τρύπα, σε τροχιά μαζί με ένα φωτεινό συνοδό αστέρι. Η μαύρη τρύπα είναι «αδρανής», εάν δεν εκπέμπει υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας ακτίνων Χ, ο τρόπος με τον οποίο ανιχνεύονται συνήθως τέτοιες μαύρες τρύπες.
«Είναι απίστευτο ότι δεν γνωρίζουμε σχεδόν καθόλου αδρανείς μαύρες τρύπες, δεδομένου του πόσο συνηθισμένες πιστεύουμε ότι είναι», εξηγεί ο συν-συγγραφέας Pablo Marchant του Ινστιτούτου KU Leuven.
Η μαύρη τρύπα, έχει μάζα τουλάχιστον εννέα φορές τη μάζα του Ήλιου μας και περιφέρεται γύρω από ένα υπέρθερμο, γαλάζιο αστέρι με 25 φορές τη μάζα του Ήλιου.
Οι αδρανείς μαύρες τρύπες είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εντοπιστούν, καθώς δεν αλληλεπιδρούν πολύ με το περιβάλλον τους.
«Για περισσότερα από δύο χρόνια, αναζητούμε τέτοια δυαδικά συστήματα μαύρης τρύπας», δηλώνει η συν-συγγραφέας Julia Bodensteiner, ερευνήτρια του ESO στη Γερμανία. «Ήμουν πολύ ενθουσιασμένη όταν άκουσα για το VFTS 243, το οποίο, κατά τη γνώμη μου, είναι ο πιο πειστικός υποψήφιος που έχει αναφερθεί μέχρι σήμερα».
Για να εντοπίσει το VFTS 243, η ομάδα παρατήρησε σχεδόν χίλια αστέρια μεγάλης μάζας στην περιοχή του Νεφελώματος Ταραντούλα του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου, αναζητώντας αυτά που θα μπορούσαν να έχουν μαύρες τρύπες ως συνοδούς. Ο χαρακτηρισμός των συνοδών ως μαύρες τρύπες, είναι εξαιρετικά δύσκολος, καθώς υπάρχουν πολλές εναλλακτικές ερμηνείες.
«Ως ερευνητής που έχει απομυθοποιήσει υποψήφιες μαύρες τρύπες τα τελευταία χρόνια, ήμουν εξαιρετικά δύσπιστος σχετικά με αυτήν την ανακάλυψη», δηλώνει ο Shenar.
Τον σκεπτικισμό συμμερίστηκε και ο συν-συγγραφέας Kareem El-Badry του Κέντρου Αστροφυσικής του Harvard & Smithsonian στις ΗΠΑ, τον οποίο ο Shenar αποκαλεί «καταστροφέα μαύρης τρύπας».
«Όταν ο Tomer μου ζήτησε να ελέγξω ξανά τα ευρήματά του, είχα τις αμφιβολίες μου. Αλλά δεν μπόρεσα να βρω μια εύλογη εξήγηση για τα δεδομένα χωρίς να μεσολαβεί μια μαύρη τρύπα», εξηγεί ο El-Badry.
Η ανακάλυψη μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε τις διαδικασίες που εμπλέκονται στον σχηματισμό των μελανών οπών. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας σχηματίζεται, καθώς ο πυρήνας ενός ετοιμοθάνατου γιγάντιου αστεριού καταρρέει, αλλά παραμένει αβέβαιο εάν συνοδεύεται ή όχι από μια ισχυρή έκρηξη σουπερνόβα.
«Το αστέρι που σχημάτισε τη μαύρη τρύπα στο VFTS 243 φαίνεται να έχει καταρρεύσει εντελώς, χωρίς κανένα σημάδι έκρηξης», εξηγεί ο Shenar. «Αποδείξεις υποστήριξης του σεναρίου «άμεσης κατάρρευσης» εμφανίστηκαν πρόσφατα, αλλά η μελέτη μας παρέχει αναμφισβήτητα μία από τις πιο άμεσες ενδείξεις, κάτι που έχει τεράστιες συνέπειες στα μοντέλα προέλευσης των συγχωνεύσεων μελανών οπών στο Σύμπαν»
Η μαύρη τρύπα στο VFTS 243 ανιχνεύθηκε χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις έξι ετών [1], [2] του νεφελώματος Ταραντούλα, από τον φασματογράφο Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του ESO.
Παρά το παρατσούκλι «αστυνομία της μαύρης τρύπας», η ομάδα αποζητά την κριτική και ελπίζει ότι η εργασία της, που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Astronomy, θα επιτρέψει την ανακάλυψη περισσοτέρων μαύρων τρυπών αστρικής μάζας, που περιφέρονται γύρω από γιγάντια αστέρια, χιλιάδες από τις οποίες προβλέπεται να υπάρχουν στον Γαλαξία μας, αλλά και στα Νέφη του Μαγγελάνου.
«Φυσικά περιμένω από συναδέλφους πάνω στο αντικείμενο, να εξετάσουν προσεκτικά την ανάλυσή μας και να προσπαθήσουν να δημιουργήσουν εναλλακτικά μοντέλα», καταλήγει ο El-Badry. «Είναι πολύ συναρπαστικό να συμμετέχει κάποιος σε τέτοιου είδους έρευνα»