ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ

Μαύρες Τρύπες

Θεωρούνται αόρατες, όμως τις "βλέπουμε" γιατί πυρακτώνουν την ύλη που τις περιβάλλει. Απ' ό,τι φαίνεται υπάρχουν και μέσα στην ατμόσφαιρά μας, αλλά είναι μικροσκοπικές και "εξατμίζονται" αμέσως. Η πρώτη, με το όνομα Κύκνος X1, εντοπίστηκε το 1973. Σήμερα χάρη σε νέα όργανα όπως τα διαστημικά τηλεσκόπια της ΝΑSΑ Χάμπλ και Χάντρα, γνωρίζουμε ότι Μαύρες Τρύπες υπάρχουν εν αφθονία στο σύμπαν. Μόνο στο γαλαξία μας, εκτιμάται ότι υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες, ίσως και εκατομμύρια, μεγάλο μέρος όμως από τα εκατομμύρια γαλαξίες που υπάρχουν στο σύμπαν θα μπορούσαν να φιλοξενούν άλλες τόσες. Κάποιες έχουν μάζα ίση μ' αυτή του Ήλιου, άλλες είναι τέρατα, δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες. Άλλες, πάλι, που ανακαλύφθηκαν πριν από μερικούς μήνες, έχουν ενδιάμεσο μέγεθος. Θα μπορούσαν επίσης να υπάρχουν και μικροσκοπικές. Αυτές, σύμφωνα με πρόσφατες θεωρίες, ίσως σχηματίζονται για λίγες μόνο στιγμές ακόμα και μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα. Μυστηριώδεις εκ φύσεως Οι Μαύρες Τρύπες είναι τα πιο πυκνά ουράνια σώματα που μπορεί κάποιος να διανοηθεί. Είναι τόσο πυκνά, ώστε είναι ασύμβατα με οποιαδήποτε γνωστή σ' εμάς μορφή ύλης. Είναι πιο συμπαγείς ακόμα κι από τους πυρήνες των ατόμων, που με τη σειρά τους είναι χιλιάδες δισεκατομμύρια φορές πιο πυκνοί από τα άτομα. Δε γνωρίζουμε από τι είναι φτιαγμένοι, γιατί η δύναμη της βαρύτητας στο εσωτερικό τους είναι τόσο μεγάλη, ώστε ούτε το φως δεν μπορεί να διαφύγει. Κατά μία έννοια αυτό καθιστά απλούστερη την περιγραφή τους. "Μια Μαύρη Τρύπα χαρακτηρίζεται μόνο από τρεις βασικές ιδιότητες: τη μάζα, την περιστροφή και το ηλεκτρικό φορτίο της", εξηγεί ο Ρέμο Ρουφίνι, θεωρητικός φυσικός και πρόεδρος της ICRA, International Center forRelativistic Astrophisics. Πρόκειται για μια σκοτεινή σφαίρα η επιφάνεια της οποίας ονομάζεται Ορίζοντας Γεγονότων, γιατί ό,τι κι αν βρίσκεται στην άλλη πλευρά δεν έχει καμιά σύνδεση με το δικό μας σύμπαν. Πυρακτωμένος κύκνος Τότε πώς τις εντοπίζουμε; Χάρη στην πυρακτωμένη ύλη που "καταπίνουν", όπως συνέβη και με την Κύκνος Χ-1, η οποία βρίσκεται 8.000 έτη φωτός από εμάς στον αστερισμό του Κύκνου. Η Κύκνος X-1 έχει ένα σύντροφο, ένα υπερμέγεθες κόκκινο αστέρι. Περιστρέφεται το ένα γύρω από το άλλο και το εξωτερικό αέριο του αστεριού τυλίγεται γύρω από τη Μαύρη Τρύπα σαν ταινία. "Η ύλη, που πέφτει ελικοειδώς προς την Κύκνος X-1, φτάνει σε θερμοκρασίες πάρα πολύ υψηλές και εκπέμπει ακτίνες Χ", εξηγεί ο Ρουφίνι, από τους πρωταγωνιστές της ανακάλυψης. "Μπορεί κάποιος να εξερευνήσει το πρώτο χιλιόμετρο της ζώνης του ορίζοντα γεγονότων, η οποία έχει πλάτος περίπου τριάντα χιλιόμετρα". Στην καρδιά του γαλαξία "Στο γαλαξία μας είναι γνωστή μια δεκάδα από Μαύρες Τρύπες αυτού του τύπου -έχουν μάζα ίση με μερικές ηλιακές μάζες- και υπολογίζεται ότι υπάρχουν ακόμα προς ανακάλυψη εκατοντάδες χιλιάδες, ίσως και εκατομμύρια. Γενικά γεννιούνται από ένα αστέρι το οποίο κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του καταρρέει, δημιουργώντας ένα σουπερνόβα ή, το πιθανότερο, μια αστραπή ακτίνων γάμμα. Στο επίκεντρο της κατάρρευσης μένει η Μαύρη Τρύπα", εξηγεί ο αστροφυσικός κ. Διονύσης Σιμόπουλος, διευθυντής του Πλανηταρίου (Ίδρυμα Ευγενίδου). Όμως, όπως φαίνεται, στο σύμπαν υπάρχουν και διαφορετικού τύπου Μαύρες Τρύπες: αυτές στην καρδιά των γαλαξιών. Ο δικός μας μάλλον φιλοξενεί μια τέτοια τερατώδη Μαύρη Τρύπα μάζας 2,6 εκατομμυρίων Ήλιων, γνωστή ως A* Τοξότη (Sgr A*), η οποία εντοπίστηκε ως πηγή ραδιοκυμάτων 26.000 έτη φωτός από εμάς στον αστερισμό του Τοξότη. Η A* Τοξότη είναι ορατή με ακτίνες Χ μόνο όταν "καταπίνει" ύλη, πράγμα που συμβαίνει σπάνια. Προδομένη από ένα αστέρι Ακριβώς γι' αυτό οι αποδείξεις για την ύπαρξή της δεν είναι και πολύ πειστικές. Λείπουν οι εκπομπές ακτίνων Χ, οι οποίες μας επιτρέπουν να "δούμε" τον ορίζοντα γεγονότων της. Έτσι δεν μπορούμε να αποκλείσουμε ότι πρόκειται για ένα συμπαγές σύνολο από νετρίνα ή νέες άγνωστες μορφές ύλης. Το ότι η A* Τοξότη είναι πράγματι μια Μαύρη Τρύπα επιβεβαιώθηκε πρόσφατα από μια ομάδα στην οποία συμμετέχουν κέντρα έρευνας στη Γερμανία, στη Γαλλία, στις ΗΠΑ και στο Ισραήλ. Μετά από μια δεκαετία παρατηρήσεων, μετρήθηκε η τροχιά του αστεριού S2, το οποίο περνάει μόλις μέσα σε 17 ώρες φωτός -ισοδυναμεί με τρεις φορές την απόσταση Ήλιου και Πλούτωνα- από το κέντρο του γαλαξία. Το κεντρικό σώμα είναι τόσο μικρό, με αστρονομικούς όρους, ώστε δεν μπορεί παρά να είναι μια Μαύρη Τρύπα. Ποιο γεννήθηκε πρώτο; Σήμερα υπάρχουν πολυάριθμες ενδείξεις για το ότι μια γιγάντεια Μαύρη Τρύπα παρόμοια με την A* Τοξότη φωλιάζει στην καρδιά κάθε γαλαξία. Πρόσφατα στο γαλαξία NGC 6240 έγιναν ορατές δύο, σε γρήγορη περιστροφή η μία γύρω από την άλλη. Συστήματα αυτού του τύπου θα μπορούσαν να είναι πολύ έντονες πηγές βαρυτικών κυμάτων, που οι επιστήμονες ελπίζουν να δουν μέσα στα προσεχή έτη. Άλυτο μυστήριο παραμένει πάντως η προέλευση αυτών των τεράτων του σύμπαντος, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν γεννηθεί πριν από δισεκατομμύρια μαζί με τους γαλαξίες ή σε κάποια επόμενη φάση, από την ένωση των Μαύρων Τρυπών αστρικής προέλευσης, εκτός κι αν οι ίδιοι οι γαλαξίες συσσωρεύτηκαν γύρω από τις προϋπάρχουσες Μαύρες Τρύπες. Σε κάθε περίπτωση, φαίνεται ότι υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της δημιουργίας των γαλαξιών και των μαύρων πυρήνων τους. Αυτό επιβεβαιώνεται από μια πρόσφατη ανακάλυψη. Τον περασμένο Σεπτέμβριο μια ομάδα επιστημόνων υπό την καθοδήγηση του Καρλ Γκέμπχαρντ, από το Πανεπιστήμιο του Τέξας (ΗΠΑ), ανακάλυψε μια νέα κατηγορία Μαύρων Τρυπών με μάζα τουλάχιστον 10.000 Ήλιων, μια μέση τιμή μεταξύ της Κύκνος X-1 και της A* Τοξότη. Βρίσκονται στην καρδιά σφαιρικών ομάδων από αστέρια κι έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό με τα μεγαλύτερα ξαδέρφια τους: μάζα περίπου διακόσιες φορές μικρότερη από εκείνη του γαλαξία που τις φιλοξενεί. Στη γήινη ατμόσφαιρα... Οι πιο βίαιες και τεράστιες Μαύρες Τρύπες, με μάζα πάνω από ένα δισεκατομμύριο Ήλιους και διαστάσεις ίσες μ' εκείνες του ηλιακού μας συστήματος, είναι αυτές στο εσωτερικό των κβάζαρ, πάρα πολύ μακρινών ουράνιων σωμάτων που εκπέμπουν περισσότερο φως κι από τους γαλαξίες που αποτελούνται από δισεκατομμύρια αστέρια. Και σ' αυτή την περίπτωση η φωτεινότητά τους θα πρέπει να οφείλεται στην ύλη που έχουν απορροφήσει. Τέλος, σύμφωνα με κάποιους θεωρητικούς φυσικούς ίσως υπάρχουν και Μαύρες Τρύπες μικρότερες από έναν πυρήνα ατόμου. Αυτές θα μπορούσαν να σχηματιστούν στην ατμόσφαιρά μας, δημιουργούμενες από κοσμικές ακτίνες που φτάνουν από το διάστημα, επιβιώνουν μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, κατόπιν διαλύονται και δημιουργούν άλλα σωματίδια. Σύμφωνα με τον Τζόναθαν Φενγκ, από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (ΗΠΑ), και τον Άλφρεντ Σέιπερ, από το Πανεπιστήμιο του Κεντάκι (ΗΠΑ), θα ήταν ακόμα πιθανότερο να παρατηρηθούν τέτοια συμβάντα με το μελλοντικό παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων Πιερ Ογκέρ, που θα τεθεί σε λειτουργία το 2004. ...και στο εργαστήριο Αυτές οι Μαύρες μικροτρύπες, χίλιες φορές μικρότερες από ένα πρωτόνιο, ίσως σχηματιστούν -μάλλον απίθανο- στον επιταχυντή Λαρτζ Χάντρον Κόλιντερ, ο οποίος βρίσκεται υπό κατασκευή στη Γενεύη (Ελβετία). Μέχρι και πριν από μερικά χρόνια κάτι τέτοιο θεωρούνταν αδύνατο, λόγω της τεράστιας ενέργειας που απαιτεί η όλη διαδικασία. Σύμφωνα όμως με πρόσφατες θεωρίες, στο διάστημα υπάρχουν κρυφές διαστάσεις τυλιγμένες στον εαυτό τους, που θα είχαν ως συνέπεια να κάνουν εντονότερη τη βαρύτητα σε πολύ κοντινές αποστάσεις. Αν αυτό αληθεύει, Μαύρες Τρύπες θα μπορούσαν να σχηματιστούν, με ενέργειες μικρότερες από τις προβλεπόμενες, τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και στο εργαστήριο. Θα μπορούσαν άραγε να μεγαλώσουν και να καταπιούν τη Γη; Όχι. Αυτές οι Μαύρες Τρύπες θα εξαφανίζονταν στη στιγμή, δημιουργώντας άλλα σωματίδια. Για να μάθετε πιο πολλά: Δ. Σιμόπουλος, Ο Θάνατος των Άστρων, εκδόσεις Ερευνητές, Αθήνα, 1999. Μ. Δανέζης - Σ. Θεοδοσίου, Το Σύμπαν που Αγάπησα, Εισαγωγή στην Αστροφυσική, εκδόσεις Δίαυλος, Αθήνα, 1999.