Νέα έρευνα μιας διεθνούς ομάδας ανέλυσε λεπτομερώς μια δραματική έκλαμψη μιας μαύρης τρύπας που ανακαλύφθηκε το 2018 και μπορεί ακόμη να παρατηρηθεί, παρέχοντας σημαντικές ενδείξεις για τους μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από αυτό το εξαιρετικό γεγονός. Η ομάδα του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) διαπίστωσε ότι η εν λόγω έκλαμψη ήταν περίπου 30 φορές πιο φωτεινή από οποιαδήποτε έκλαμψη μαύρης τρύπας έχει καταγραφεί ποτέ, φτάνοντας περίπου τα 10 τρισεκατομμύρια ηλιακή ακτινοβολία στην κορύφωσή της. Αυτό το μέγεθος υποδηλώνει μια σπάνια απελευθέρωση ενέργειας σε κοσμική κλίμακα.
Αυτή η εκπληκτική απελευθέρωση ενέργειας σχετίζεται άμεσα με τη δυναμική γύρω από τη μαύρη τρύπα. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι η διαδικασία κατά την οποία μια μαύρη τρύπα καταπίνει ένα αστέρι τουλάχιστον 30 φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο, προκαλώντας τη διάλυσή του, οδηγεί σε αυτή την εξαιρετική φωτεινότητα. Κατά τη διαδικασία αυτή, η μάζα του άστρου έλκεται αργά προς τη μαύρη τρύπα που καταρρέει, με αποτέλεσμα την έντονη παραγωγή ενέργειας και την έντονη ακτινοβολία.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature Astronomy και παρέχουν νέα σημεία αναφοράς για την κατανόηση των πιο ενεργειακών ακραίων σημείων των κοσμικών εκρήξεων φωτός. Τα ευρήματα αυτά όχι μόνο εμβαθύνουν στη φυσική των μαύρων οπών, αλλά φωτίζουν επίσης τους δεσμούς μεταξύ της εξέλιξης των γαλαξιών και των κοσμικών γεγονότων υψηλής ενέργειας.
Οι υψηλότερες στιγμές φωτεινότητας του ουρανού: Μαύρες Τρύπες: Αναδρομές στη λάμψη των μαύρων οπών
Η φυσική στον πυρήνα της λάμψης βασίζεται κυρίως σε δύο θεμελιώδεις μηχανισμούς: πρώτον, στο σχηματισμό ενός δίσκου προσαύξησης, ο οποίος επιτρέπει στο υλικό που αποσπάται από το άστρο να ρέει προς τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας- και δεύτερον, στην ενέργεια που εκπέμπεται στο περιβάλλον από τους έντονους ηχητικούς πίδακες ή τα κρουστικά κύματα που αναδύονται από αυτόν τον δίσκο. Αυτή η αλληλεπίδραση, σε συνδυασμό με την περιστροφική κίνηση του αερίου και της σκόνης γύρω από τη μαύρη τρύπα, αλλάζει τα μήκη κύματος και τη φωτεινότητα του παρατηρήσιμου φωτός με συγκεκριμένο τρόπο.
Οι τεχνικές παρατήρησης μας βοηθούν να κατανοήσουμε την πολύπλοκη φύση τέτοιων γεγονότων. Για τέτοιες εκλάμψεις στο βαθύ διάστημα, η παρακολούθηση σε πολλαπλά μήκη κύματος αποκαλύπτει τα φαινόμενα της ερυθράς μετατόπισης και τον τρόπο με τον οποίο το φως εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Χρησιμοποιώντας δεδομένα πολλών ετών και προηγμένες μεθόδους επεξεργασίας δεδομένων, η μελέτη χαρτογράφησε λεπτομερώς τη διαδικασία με την οποία η έκλαμψη ανεβαίνει και στη συνέχεια καταρρέει εξαιρετικά γρήγορα.
Από τη σκοπιά τουαστρικού θανάτου και της επανεγγραφής του ενεργειακού ισοζυγίου, το γεγονός αυτό δείχνει πώς οι ροές ενέργειας που προκύπτουν από τη διάλυση ενός γιγάντιου άστρου συγκεντρώνονται από την ισχυρή βαρύτητα της μαύρης τρύπας. Κατά τη διαδικασία αυτή, το αστρικό υλικό συλλέγεται πρώτα σε έναν θερμό δίσκο και στη συνέχεια αντιμετωπίζει την ενεργό ενεργειακή εκφόρτιση της μαύρης τρύπας. Ως αποτέλεσμα, αυτή η φωτεινότητα, που παρατηρείται στα βάθη του διαστήματος, μεταφέρει σαφώς το κοσμικό της μήνυμα στο σύμπαν: οι μαύρες τρύπες δεν είναι μόνο σιωπηλοί ενοχλητικοί, αλλά και οι πρωταγωνιστές των πιο ενεργητικών ιστοριών του σύμπαντος.
Οι επιστημονικές επιπτώσεις αυτής της ανακάλυψης συμβάλλουν στον έλεγχο των θεωριών για τις μαύρες τρύπες βραχυπρόθεσμα και στη μοντελοποίηση του ενεργειακού προϋπολογισμού του σύμπαντος μακροπρόθεσμα. Παρέχει επίσης ένα αξιόπιστο σημείο αναφοράς για συγκριτικές μελέτες που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά των κεντρικών μαύρων οπών πολύ μακρινών γαλαξιών.
Ωςοδικός χάρτης για το μέλλον, επιδιώκεται μια πιο ολοκληρωμένη παρακολούθηση τέτοιων γεγονότων υψηλής φωτεινότητας. Νέα τηλεσκόπια και αισθητήρες θα διευκολύνουν την άμεση παρατήρηση αυτών των εκλάμψεων και θα βελτιώσουν τη μοντελοποίηση πολύπλοκων διεργασιών όπως η κοσμική ακτινοβολία και οι αλληλεπιδράσεις μαγνητικών πεδίων. Με τον τρόπο αυτό, η θέση των μελανών οπών στην ενεργειακή ισορροπία του σύμπαντος θα γίνει σαφέστερα κατανοητή και θα ανακαλυφθούν νέοι φυσικοί μηχανισμοί.
