Η μαύρη τρύπα Cygnus X-1, με 21 ηλιακές μάζες, είναι σημαντικά βαρύτερη από ό, τι είχε υποτεθεί προηγουμένως και βαρύτερη από αυτήν που προβλέπει η θεωρία για το σχηματισμό τέτοιων μαύρων οπών από μεγάλα αστέρια. Αυτό φαίνεται από τις παρατηρήσεις του αντικειμένου που έγινε από μια διεθνή ομάδα ερευνητών με το Very Large Baseline Array VLBA στις ΗΠΑ.
Οι αστρονόμοι κατάφεραν να προσδιορίσουν την απόσταση από το Cygnus X-1 με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι στο παρελθόν: Στα 7.200 έτη φωτός, η μαύρη τρύπα είναι περίπου 20 τοις εκατό πιο μακριά από ό, τι είχε υπολογιστεί προηγουμένως και πρέπει επομένως να περιέχει αντίστοιχα περισσότερη μάζα. Στο τέλος της ζωής τους, τα μεγάλα αστέρια πιθανότατα εκπέμπουν σημαντικά λιγότερο αέριο στο διάστημα από θεωρητικά μοντέλα δείχνουν, οι επιστήμονες γράφουν στην επιθεώρηση «Science».
Νέος και ακριβέστερος προσδιορισμός
“Η εξέλιξη των τεράστιων αστεριών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη μαζική απώλεια που προκαλείται από αστρικούς ανέμους κατά τη διάρκεια της ζωής τους”, εξηγεί ο James Miller-Jones από το Πανεπιστήμιο Curtin στην Αυστραλία και τους συναδέλφους του. Οι αστρονόμοι περιγράφουν το αέριο που ρέει από την επιφάνεια ενός αστεριού στο διάστημα ως “αστρικός άνεμος”. Αυτός ο άνεμος κάνει τα αστέρια ελαφρύτερα και οι μαύρες τρύπες, που δημιουργούνται από την κατάρρευση τέτοιων αστεριών, μπορούν να περιέχουν αντίστοιχα λιγότερη μάζα. Οι πιο τεράστιες αστρικές μαύρες τρύπες που έχουν βρεθεί μέχρι στιγμής από τους αστρονόμους στο Γαλαξία μας περιέχουν έως και περίπου 17 ηλιακές μάζες.
Μέχρι στιγμής, το Cygnus X-1 φάνηκε επίσης να συμβαδίζει με αυτό, καθώς οι προηγούμενες παρατηρήσεις είχαν παράσχει μια μάζα περίπου 14,8 ηλιακών μαζών για αυτήν τη μαύρη τρύπα. Ωστόσο, ο Miller-Jones και οι συνάδελφοί του έχουν πλέον χρησιμοποιήσει το VLBA για να επαναπροσδιορίσουν και να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την απόσταση από το ουράνιο αντικείμενο. Το VLBA αποτελείται από δέκα κεραίες, το καθένα σε μέγεθος 25 μέτρων, κατανεμημένο σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες, συμπεριλαμβανομένης της Χαβάης και των Παρθένων Νήσων. Η εγκατάσταση έχει έκταση 8.611 χιλιομέτρων και μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια τη θέση και την κίνηση της μαύρης τρύπας.
Οι αστρονόμοι μπορούν στη συνέχεια να υπολογίσουν την απόσταση από το αντικείμενο από τη μετατόπιση στην ακριβή θέση στον ουρανό κατά τη διάρκεια ενός έτους. Και δεδομένου ότι το Cygnus X-1 σχηματίζει ένα διπλό σύστημα με ένα συνοδευτικό αστέρι, οι ερευνητές μπορούν να προσδιορίσουν τη μάζα της μαύρης τρύπας εάν είναι γνωστή η απόσταση από την τροχιακή κίνηση.
Δεν είναι το πρώτο εύρημα ασυνήθιστα βαριών μαύρων τρυπών
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι ουράνιοι ερευνητές βρήκαν στοιχεία για ασυνήθιστα τεράστιες αστρικές μαύρες τρύπες: Τα τελευταία χρόνια, μεγάλα συστήματα ανιχνευτών έχουν καταγράψει επανειλημμένα βαρυτικά κύματα που προέρχονται από τη σύγκρουση μαύρων οπών με έως και 50 ηλιακές μάζες.
Ωστόσο, αυτά τα γεγονότα έλαβαν χώρα σε μακρινούς γαλαξίες. Το Cygnus X-1 είναι η πρώτη μαύρη τρύπα στον Γαλαξία μας με μάζα μεγαλύτερη από το αναμενόμενο. Οι ερευνητές επομένως βλέπουν τις παρατηρήσεις τους ως ένα πρώτο βήμα προς το κλείσιμο του “χάσματος μάζας” μεταξύ των μαύρων οπών στο Γαλαξία μας και των μαύρων οπών που ανακαλύφθηκαν από τα βαρυτικά κύματα. Σύμφωνα με τον Miller-Jones και τους συναδέλφους του, η ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας με 21 ηλιακές μάζες δείχνει ότι τα προηγούμενα μοντέλα υπερεκτιμούν τη μαζική απώλεια που προκλήθηκε από αστρικούς ανέμους κατά τη διάρκεια της ζωής των τεράστιων αστεριών.
Πηγή: ntv.de, Rainer Kayser, dpa