Το JWST εντοπίζει για πρώτη φορά τρεις μαύρες τρύπες σε έναν μόνο γαλαξία

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε τρεις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες με ενεργή προσαύξηση ύλης να συνυπάρχουν σε έναν μόνο γαλαξία, σε απόσταση μεγαλύτερη από 12,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, σηματοδοτώντας την πρώτη φορά που μια τέτοια τριάδα εντοπίζεται στο μακρινό σύμπαν.

Μια κοσμική πρωτιά

Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics, βασίζονται σε παρατηρήσεις του γαλαξία J0148-4214 οι οποίες πραγματοποιήθηκαν με τον Φασματογράφο Εγγύς Υπερύθρου (NIRSpec) του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, στη λειτουργία Integral Field Unit. Ο γαλαξίας υπήρχε περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, σε μετατόπιση προς το ερυθρό (redshift) περίπου 5,02.mpg+1

«Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη για την ύπαρξη τριών ενεργών μαύρων τρυπών σε έναν μόνο γαλαξία στο μακρινό Σύμπαν», δήλωσε η Hannah Übler, επικεφαλής ερευνητικής ομάδας στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ για την Εξωγήινη Φυσική (MPE) και κύρια συγγραφέας της μελέτης.mpg

Δύο από τις μαύρες τρύπες βρίσκονται κοντά στο γαλαξιακό κέντρο, σε απόσταση μόλις 620 ετών φωτός μεταξύ τους, ενώ μια τρίτη βρίσκεται περίπου 5.500 έτη φωτός μακριά από το κέντρο. Οι μάζες τους είναι περίπου 80 εκατομμύρια, 2 εκατομμύρια και 0,6 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου. Η μικρότερη από τις τρεις συσσωρεύει ύλη με ρυθμό που υπερβαίνει το όριο Eddington: το θεωρητικό μέγιστο που προβλέπεται από τα τυπικά μοντέλα ανάπτυξης των μαύρων τρυπών.miragenews+1

Ανιχνεύοντας το αόρατο

Η ομάδα εντόπισε τις μαύρες τρύπες μέσω των φασματικών αποτυπωμάτων ατόμων υδρογόνου που κινούνται με υψηλές ταχύτητες υπό τη βαρυτική έλξη των μαύρων τρυπών. Για να διαχωρίσουν τις δύο κεντρικές πηγές που βρίσκονται σε πολύ κοντινή απόσταση, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τη φασματο-αστρομετρία, μια τεχνική που μετρά με ακρίβεια τις χωρικές μετατοπίσεις στην εκπομπή γραμμών. Χωρίς τα χωρικά αναλυμένα δεδομένα που παρείχε το όργανο του JWST, πιθανότατα θα είχε ανιχνευθεί μόνο μία από τις τρεις μαύρες τρύπες.mpg

Εναλλακτικές εξηγήσεις, συμπεριλαμβανομένων των υπερκαινοφανών αστέρων (σουπερνόβα), των κρουστικών κυμάτων, των αστρικών ανέμων ή των πολύ μαζικών άστρων, αποκλείστηκαν μέσω πρόσθετης φασματικής ανάλυσης.mpg

Συνέπειες για την ανάπτυξη των μαύρων τρυπών

Το κεντρικό ζεύγος αναμένεται να συγχωνευθεί μέσα στα επόμενα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, όπως αναφέρουν οι New York Times. «Υποδηλώνουν ότι η συγχώνευση μαύρων τρυπών μπορεί να αποτελεί μια πρόσθετη, γρήγορη οδό για την ταχεία ανάπτυξή τους στο πρώιμο Σύμπαν», δήλωσε ο Roberto Maiolino, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και συν-συγγραφέας της μελέτης.nytimes+1

Η τρίτη, εκτός κέντρου μαύρη τρύπα μπορεί να είναι το απομεινάρι μιας προηγούμενης γαλαξιακής συγχώνευσης, εκτοπισμένη από μια βαρυτική ανάκρουση, ή μπορεί να μετακινείται προς το κέντρο. Η συνολική αστρική μάζα του γαλαξία-ξενιστή είναι περίπου 1,3 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, πράγμα που σημαίνει ότι οι μαύρες τρύπες αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό ποσοστό της συνολικής μάζας του συστήματος.mpg

Οι ερευνητές αναφέρουν ότι το σύστημα αποτελεί πιθανό πρόδρομο συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών που θα μπορούσαν μια μέρα να παρατηρηθούν με μελλοντικές εγκαταστάσεις βαρυτικών κυμάτων, όπως ο LISA, ο διαστημικός ανιχνευτής που σχεδιάζει ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος.miragenews+1