Ισχυρές ενδείξεις ότι μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα έχει εκτιναχθεί έξω από τον γαλαξία που τη φιλοξενούσε, κινούμενη με ταχύτητα περίπου 2,2 εκατομμυρίων μιλίων την ώρα (3,6 εκατ. χλμ./ώρα), φέρνει στο φως νέα μελέτη που βασίζεται σε παρατηρήσεις του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb (JWST).
Αν επιβεβαιωθεί, πρόκειται για την πρώτη τεκμηριωμένη «φυγή» υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, έπειτα από δεκαετίες θεωρητικών προβλέψεων.
Η έρευνα, που αναρτήθηκε στις 3 Δεκεμβρίου στον διακομιστή προεκτυπώσεων arXiv και έχει υποβληθεί στο Astrophysical Journal Letters, δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομότιμους επιστήμονες. Επικεφαλής είναι ο Pieter van Dokkum, καθηγητής αστρονομίας και φυσικής στο Πανεπιστήμιο Yale, γνωστός για τη μελέτη εξαιρετικά σπάνιων και ακραίων κοσμικών φαινομένων.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το JWST κατέγραψε με πρωτοφανή ευκρίνεια ένα ωστικό –τοξοειδές– κύμα αερίων μπροστά από το κινούμενο αντικείμενο. Πρόκειται για το «αποτύπωμα» που αφήνει η μαύρη τρύπα καθώς διασχίζει το διαστρικό μέσο, παρόμοιο με τα κύματα που σχηματίζονται στην πλώρη ενός πλοίου. Το φαινόμενο θεωρείται κρίσιμη απόδειξη ότι το αντικείμενο δεν είναι απλώς ένα περίεργο αστρονομικό ίχνος, αλλά μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα σε φυγή.
Η υποψήφια μαύρη τρύπα εντοπίστηκε αρχικά το 2023 σε αρχειακά δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, ως μια ανεξήγητη, αχνή γραμμή φωτός. Μετέπειτα παρατηρήσεις από το αστεροσκοπείο Keck στη Χαβάη έδειξαν ότι πρόκειται για ένα ίχνος νεαρών αστεριών μήκους περίπου 200.000 ετών φωτός, διπλάσιο από τη διάμετρο του Γαλαξία μας. Η ίδια η μαύρη τρύπα εκτιμάται ότι έχει μάζα περίπου 20 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.
Οι εικόνες του James Webb αποκάλυψαν ότι το ίχνος συνοδεύεται από έντονη εκπομπή σε υπέρυθρα μήκη κύματος, προερχόμενη από υδρογόνο και οξυγόνο που συμπιέζονται από την κίνηση του αντικειμένου. «Δεν μπορούμε να δούμε άμεσα τη μαύρη τρύπα, αλλά βλέπουμε καθαρά την επίδρασή της στο περιβάλλον», εξηγεί ο van Dokkum, προσθέτοντας ότι τα δεδομένα του JWST «δένουν» άψογα με τις παρατηρήσεις του Hubble και του Keck, όπως ακριβώς προβλέπουν τα θεωρητικά μοντέλα.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μια τέτοια φυγή μπορεί να προκληθεί μόνο από εξαιρετικά βίαιες βαρυτικές αλληλεπιδράσεις, όταν δύο ή και τρεις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πλησιάσουν επικίνδυνα μεταξύ τους. Σε ένα τέτοιο σενάριο, η μία μπορεί να «εκτοξευθεί» έξω από τον γαλαξία, αποκτώντας τεράστια ταχύτητα.
Η ανακάλυψη έχει ευρύτερη σημασία για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών. Σχεδόν όλοι οι μεγάλοι γαλαξίες φιλοξενούν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο τους, ωστόσο το αν αυτές μπορούν να αποσπαστούν από τον γαλαξιακό τους πυρήνα παραμένει ένα από τα μεγάλα ερωτήματα της σύγχρονης αστροφυσικής.
Η ερευνητική ομάδα επισημαίνει ότι υπάρχουν και άλλα υποψήφια συστήματα προς διερεύνηση, όπως το αμφιλεγόμενο αντικείμενο που είναι γνωστό ως «Κοσμική Κουκουβάγια», σε απόσταση περίπου 11 δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Ωστόσο, η ερμηνεία τέτοιων παρατηρήσεων παραμένει δύσκολη και απαιτεί περαιτέρω δεδομένα.
Στο επόμενο στάδιο, οι επιστήμονες σκοπεύουν να αξιοποιήσουν τηλεσκόπια ευρείας κάλυψης, όπως το ευρωπαϊκό Euclid και το μελλοντικό Nancy Grace Roman, ώστε να εντοπίσουν περισσότερα παραδείγματα. «Το κρίσιμο ερώτημα είναι πόσο συχνά συμβαίνουν τέτοιες φυγές», τονίζει ο van Dokkum. «Και πλέον έχουμε τα εργαλεία για να αρχίσουμε να απαντάμε».
