Έκρηξη ακτίνων Χ από το κέντρο του γαλαξία ενισχύει τη Θεωρία της κεντρικής Μαύρης Οπής

Το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ, Τσάντρα, κατέγραψε μια περίεργη αναλαμπή ακτίνων Χ, προερχόμενη από το κέντρο του γαλαξία μας στις 26 Οκτωβρίου του 2000. Έπειτα από λεπτομερή εξέταση της καταγραφής οι αστρονόμοι της ομάδας του Φρέντ Μπάγκανοφ (Fred Baganoff) του ΜΙΤ πιστεύουν ότι η έκρηξη οφείλεται στον καταποντισμό ενός σώματος μεγέθους κομήτη μέσα σε μαύρη τρύπα.

Μία άλλη εκδοχή είναι η έκρηξη να οφείλεται σε τυχαία ευθυγράμμιση μαγνητικών γραμμών γύρω από μία μαύρη τρύπα. Σε κάθε περίπτωση ενισχύεται η υπόθεση ότι στο κέντρο του γαλαξία μας υπάρχει μαύρη τρύπα, όπως και στους περισσότερους άλλους γαλαξίες.

Οι μαύρες τρύπες είναι ουράνια αντικείμενα τα οποία πρώτα προβλέφθηκαν θεωρητικά με βάση τη Θεωρία της Σχετικότητας και κατόπιν αναζητήθηκαν στον ουρανό. Προέρχονται από τη συμπύκνωση μεγάλων άστρων με δεκαπλάσια μάζα από την ηλιακή, σε βαθμό που το πεδίο βαρύτητάς τους είναι τόσο ισχυρό που ούτε το φως ούτε καμία άλλη πληροφορία μπορούν να ξεφύγουν από την «αρπάγη τους».

Έτσι είναι δυνατόν να εντοπιστούν μόνο από δευτερογενή φαινόμενα, όπως το πώς επηρεάζουν γειτονικά άστρα ή μεσοαστρική ύλη ή -κυρίως- από την εκπομπή ακτινοβολίας από την ύλη που καταποντίζεται στο εσωτερικό τους.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μαύρες τρύπες στο κέντρο πολλών άλλων γαλαξιών και φυσικά υποπτεύθηκαν ότι θα υπάρχει μία και στο κέντρο του δικού μας γαλαξία· ήταν όμως δύσκολο να βρουν αποδείξεις γι αυτήν. Οι μεγάλες ταχύτητες των άστρων και της μεσοαστρικής ύλης στο κέντρο του γαλαξία υποδείκνυαν την ύπαρξή της αλλά δεν την αποδείκνυαν.

Έτσι, όταν το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ Τσάντρα εκτοξεύθηκε σε τροχιά, μια ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον Φρεντ Μπάγκανοφ του MIT, άρχισε να παρατηρεί το κέντρο του γαλαξία, κοντά στο πολύ φωτεινό αντικείμενο «Τοξότης Α*», μια πολύ δυνατή ραδιοπηγή.

Το Σεπτέμβριο του 1999 βρήκαν αυτό που ζητούσαν: μια αμυδρή ακτινοβολία ακτίνων Χ από τα ταραγμένα αέρια του γαλαξιακού πυρήνα που περιστρέφονταν γύρω από μια μαύρη τρύπα με μάζα σχεδόν τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου. Τώρα «έπιασαν» την μαύρη τρύπα επ αυτοφώρω. Σε διάστημα λίγων λεπτών η εκπομπή ακτίνων Χ αυξήθηκε κατά 45 φορές, για να επανέλθει σε λίγες ώρες στα φυσιολογικά της επίπεδα.

Η ενέργεια που εκπέμφθηκεαντιστοιχεί στην αιφνίδια πτώση μέσα στη μαύρη τρύπα ενός σώματος μικρής σχετικά μάζας, περίπου όσο ένας μεγάλος αστεροειδής ή κομήτης. Από την άλλη, η έκλαμψη μπορεί να εξηγηθεί και με την τυχαία ευθυγράμμιση μαγνητικών γραμμών κοντά στη μαύρη τρύπα, φαινόμενο παρόμοιο με αυτό που δημιουργεί τις ηλιακές εκλάμψεις.

Σε κάθε περίπτωση, τα κρουστικά κύματα που δημιουργούνται επιταχύνουν τα ηλεκτρόνια στην άμεση περιοχή της μαύρης τρύπας σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός σε ελάχιστο χρόνο. Επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με συχνότητα ανάλογη της επιτάχυνσης. Στην περίπτωση αυτή τα θεωρητικά μοντέλα προβλέπουν την εκπομπή των ακτίνων X που παρατηρήθηκαν. Ταυτόχρονα, υπήρξε μια μεγαλύτερης διάρκειας εκπομπή ραδιοκυμάτων (μικρότερης συχνότητας ηλεκτρομαγνητικά κύματα), επίσης προβλεπόμενη από τα υπάρχοντα θεωρητικά μοντέλα.

Κατά την κορύφωση της έκλαμψης διαπιστώθηκε μία ταλάντωση, της οποίας το εύρος και η συχνότητα υποδεικνύουν ότι το φαινόμενο συνέβη σε μία απόσταση 20 φορές μικρότερη από τη διάμετρο της μαύρης τρύπας (του ορίζοντα συμβάντων της για να ακριβολογούμε) -περίπου η απόσταση Γης-Ηλίου. Είναι η μικρότερη απόσταση που έχει παρατηρηθεί ποτέ για παρόμοια φαινόμενα σε άλλους γαλαξίες.