Ο Άλμπερτ Άινσταϊν είχε δίκιο: Υπάρχει μια περιοχή στην άκρη των μαύρων τρυπών όπου η ύλη δεν μπορεί πλέον να παραμείνει σε τροχιά και αντ′ αυτού πέφτει μέσα, όπως προέβλεπε η θεωρία της βαρύτητας.
Χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια ικανά να ανιχνεύσουν ακτίνες Χ, μια ομάδα αστρονόμων παρατήρησε για πρώτη φορά αυτήν την περιοχή, που ονομάζεται «περιοχή βύθισης», σε μια μαύρη τρύπα περίπου 10.000 έτη φωτός μακριά από τη γη.
«Αγνοούσαμε αυτήν την περιοχή, επειδή δεν είχαμε τα δεδομένα», δήλωσε ο ερευνητής Andrew Mummery, συγγραφέας της επιστημονικής μελέτης που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Αλλά τώρα που έχουμε τα δεδομένα, δεν θα μπορούσαμε να τα εξηγήσουμε με οποιοδήποτε άλλο τρόπο».
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι μαύρες τρύπες έχουν βοηθήσει στην επιβεβαίωση της θεωρίας του Αϊνστάιν, η οποία είναι επίσης γνωστή ως θεωρία της σχετικότητας. Η πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας, που τραβήχτηκε το 2019, είχε προηγουμένως ενισχύσει την βασική υπόθεση του πρωτοπόρου φυσικού ότι η βαρύτητα είναι απλώς ύλη που λυγίζει τον χωροχρονικό, αναφέρει το CNN.
Πολλές προβλέψεις του Αϊνστάιν έχουν αποδειχθεί σωστές με τα χρόνια, μεταξύ των οποίων τα βαρυτικά κύματα και το καθολικό όριο ταχύτητας. «Είναι δύσκολο να στοιχηματίσεις εναντίον του», είπε ο Andrew Mummery.
«Ξεκινήσαμε ψάχνοντας αυτό ειδικά - αυτός ήταν πάντα ο στόχος. Έχουμε διαφωνήσει για το αν θα μπορούσαμε ποτέ να το βρούμε για πολύ καιρό», είπε ο Andrew Mummery.
«Κάποιοι είπαν ότι αυτό θα ήταν αδύνατο, οπότε η επιβεβαίωση ότι υπάρχει είναι πραγματικά συναρπαστική».
Μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται εντόπισε το διαστημικό τηλεσκόπιο James WebbΗ μέθοδος που χρησιμοποίησαν οι επιστήμονες για την μελέτη της μαύρης τρύπαςΗ μαύρη τρύπα που παρατηρούσαν οι μελετητές βρίσκεται σε ένα σύστημα που ονομάζεται MAXI J1820 + 070, το οποίο έχει δημιουργηθεί από ένα αστέρι μικρότερο από τον ήλιο και τη μαύρη τρύπα, που υπολογίζεται ότι έχει το μέγεθος 7-8 ήλιων.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν τα διαστημικά τηλεσκόπια NuSTAR και NICER της NASA για να συλλέξουν δεδομένα και να κατανοήσουν πώς το ζεστό αέριο από το αστέρι, που ονομάζεται πλάσμα, ρουφιέται μέσα στη μαύρη τρύπα.
Το NuSTAR είναι συντομογραφία του Nuclear Spectroscopic Telescope Array, το οποίο περιφέρεται γύρω από τη Γη , και το NICER , που είναι επίσημα γνωστό ως Ερευνητής Εσωτερικής Σύνθεσης Αστέρα Νετρονίων, βρίσκεται στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
«Γύρω από αυτές τις μαύρες τρύπες υπάρχουν μεγάλοι «δίσκοι» από υλικά που βρίσκονται σε τροχιά και προέρχονται από κοντινά αστέρια», είπε ο Andrew Mummery.
«Το μεγαλύτερο μέρος του είναι σταθερό, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να ρέει ευχάριστα. Είναι σαν ένα ποτάμι, ενώ η περιοχή που βυθίζεται μέσα στην μαύρη τρύπα μοιάζει με την άκρη ενός καταρράκτη.
Τα περισσότερα από αυτά τα υλικά που βρίσκονται σε τροχιά και που μπορείτε να δείτε είναι το ποτάμι, αλλά υπάρχει αυτή η μικροσκοπική περιοχή στο τέλος, που είναι βασικά αυτό που βρήκαμε», πρόσθεσε, σημειώνοντας ότι ενώ το «ποτάμι» είχε παρατηρηθεί ευρέως, αυτή είναι η πρώτη φορά που καταγράφεται αυτό το σημείο που είναι ο «καταρράκτης».
Σύμφωνα με τον Andrew Mummery, από την «περιοχή βύθισης» , που ανακαλύφθηκε τώρα το φως μπορεί ακόμα να διαφύγει, αλλά η ύλη είναι καταδικασμένη από την ισχυρή βαρυτική έλξη.
Τα ευρήματα της μελέτης θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα τον σχηματισμό των μαύρων τρυπών. «Μπορούμε πραγματικά να μάθουμε πολλά γι ’αυτές μελετώντας αυτήν την περιοχή, επειδή είναι ακριβώς στην άκρη, επομένως μας δίνει τις περισσότερες πληροφορίες», είπε ο Andrew Mummery.
Ένα πράγμα που λείπει από τη μελέτη είναι μια πραγματική εικόνα της μαύρης τρύπας, επειδή είναι πολύ μικρή και μακριά. Αλλά μια άλλη ομάδα ερευνητών της Οξφόρδης εργάζεται πάνω σε κάτι ακόμα καλύτερο από μια φωτογραφία: την πρώτη ταινία μιας μαύρης τρύπας. Για να το πετύχει αυτό, η ομάδα θα χρειαστεί πρώτα να κατασκευάσει ένα νέο παρατηρητήριο, το Africa Millimeter Telescope στη Ναμίμπια.
Το τηλεσκόπιο, το οποίο θα ενταχθεί στη διεθνή συνεργασία του Event Horizon Telescope που κατέγραψε την πρωτοποριακή εικόνα της μαύρης τρύπας το 2019, θα επιτρέψει στους επιστήμονες να παρατηρήσουν και να κινηματογραφήσουν μεγάλες μαύρες τρύπες στο κέντρο του γαλαξία του Γαλαξία και πέρα από αυτό.
Σύμφωνα με τον Christopher Reynolds, καθηγητή αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Maryland, College Park, η εύρεση πραγματικών στοιχείων για την «βυθιζόμενη περιοχή» είναι ένα σημαντικό βήμα που θα επιτρέψει στους επιστήμονες να βελτιώσουν σημαντικά τα μοντέλα για το πώς συμπεριφέρεται η ύλη γύρω από μια μαύρη τρύπα. «Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ρυθμού περιστροφής της μαύρης τρύπας», είπε ο Reynolds, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.