Η πρώτη φωτογραφία της μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας

Στις 12 Μαΐου του 2022 δόθηκε στη δημοσιότητα η πρώτη φωτογραφία της μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας, η οποία είναι γνωστή ως “Τοξότης Α*”. Είναι η πρώτη άμεση επιβεβαίωση της ύπαρξή της και αποτελεί ένα εκπληκτικό επιστημονικό επίτευγμα, χάρη στην ανεπανάληπτη διακριτική ικανότητα του Event Horizon Telescope.

Για τη φωτογραφία αυτή χρειάστηκε η σύνθεση δεδομένων από 8 διαφορετικά ραδιοτηλεσκόπια, σε διαφορετικές περιοχές του πλανήτη μας, τα οποία όλα μαζί συναποτελούν το “Event Horizon Telescope” (EHT). Πρόσφατα προστέθηκαν τρία ακόμα ραδιοτηλεσκόπια στο σύστημα, ανεβάζοντας τον αριθμό των ραδιοτηλεσκοπίων του EHT στα 11.

Η πρώτη φωτογραφία του Τοξότη Α*, της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας. Αποτελεί την πρώτη άμεση απόδειξη της ύπαρξης της κεντρικής μαύρης τρύπας.
Φωτογραφία: EHT Collaboration, ESO

Τι βλέπουμε στη φωτογραφία;

Η κεντρική σκοτεινή περιοχή που βλέπουμε στη φωτογραφία είναι η “σκιά” της μαύρης τρύπας, δηλαδή μια περιοχή από την οποία δεν λαμβάνουμε φως. Πρέπει να σημειωθεί, βέβαια, ότι ο ορίζοντας γεγονότων, δηλαδή, το “σύνορο” της μαύρης τρύπας πέρα από το οποίο δεν υπάρχει επιστροφή, είναι αρκετά μικρότερος από τη σκιά. Ωστόσο, τα περισσότερα φωτόνια που βρίσκονται στην περιοχή κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, ακολουθούν τροχιές που τα οδηγούν τελικά μέσα στη μαύρη τρύπα και, επομένως, η περιοχή φαίνεται σκοτεινή.

Ο φωτεινός δακτύλιος γύρω από τη σκιά της μαύρης τρύπας, αποτελείται από αέρια τα οποία περιφέρονται γύρω από τη μαύρη τρύπα με σχετικιστικές ταχύτητες, δηλαδή με ταχύτητες που προσεγγίζουν την ταχύτητα του φωτός. Τα σωματίδια των αερίων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και ακτινοβολούν έντονα στα ραδιοκύματα, επιτρέποντας έτσι στο Event Horizon Telescope να τα καταγράψει.

Για να γίνει σαφής η σπουδαιότητα αυτού του επιτεύγματος, μπορούμε να πούμε ότι η ακρίβεια αυτής της φωτογραφίας αντιστοιχεί στο να φωτογραφίζαμε από τη Γη την παλάμη ενός αστροναύτη που βρίσκεται στην επιφάνεια της Σελήνης!

Κάτι ακόμα που αξίζει να σημειωθεί είναι ότι βλέπουμε την κάτοψη της μαύρης τρύπας, με τα αέρια να περιφέρονται γύρω της αριστερόστροφα. Δεδομένου ότι βρισκόμαστε πάνω στον δίσκο του Γαλαξία, αυτό σημαίνει ότι ο δίσκος προσαύξησης της μαύρης τρύπας μοιάζει να είναι κάθετος στο γαλαξιακό επίπεδο.

Σύγκριση των δύο μαύρων τρυπών που έχει φωτογραφήσει το Event Horizon Telescope. Αριστερά φαίνεται η μαύρη τρύπα του γαλαξία Μ87, η οποία φωτογραφήθηκε το 2019, και δεξιά η φωτογραφία του Τοξότη Α*. Η μαύρη τρύπα του γαλαξία Μ87 απέχει από εμάς 55 εκατομμύρια έτη φωτός και έχει μάζα 1.000 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Τοξότη Α*. Επομένως, στον ουρανό μοιάζει να έχει το ίδιο μέγεθος με τον Τοξότη Α*.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η μάζα της μαύρης τρύπας σε συνδυασμό με το μέγεθος της σκιάς της και το μέγεθος του δακτυλίου που βλέπουμε γύρω της, βρίσκεται σε απόλυτη συμφωνία με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Albert Einstein. Επιβεβαιώνεται, λοιπόν, ότι η μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας έχει μάζα 4 εκατομμυρίων ηλιακών μαζών, τιμή που είχε ήδη υπολογιστεί από την κίνηση των αστέρων που βρίσκονται κοντά στο κέντρο του Γαλαξία. Συνεπώς, 107 χρόνια μετά τη δημοσίευση της, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας εξακολουθεί να επιβεβαιώνεται πανηγυρικά.