Η πρώτη φωτογραφία του σκοτεινού γίγαντα

Σε μια ιστορική στιγμή για την κατανόηση του κόσμου μας, οι αστρονόμοι ανακοίνωσαν χθες ότι διαπέρασαν το πέπλο του σκότους και της σκόνης στο κέντρο του γαλαξία μας για να τραβήξουν την πρώτη φωτογραφία του «ευγενικού γίγαντα» που κατοικεί εκεί: μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, μιας καταπακτής στον χωροχρόνο, μέσω της οποίας έχουν χαθεί 4 εκατομμύρια ήλιοι. Η εικόνα, που δόθηκε στη δημοσιότητα σε έξι ταυτόχρονες συνεντεύξεις Τύπου στην Ουάσιγκτον σε όλο τον κόσμο, δείχνει το ιστορικό πορτρέτο της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας.

Η ίδια η μαύρη τρύπα είναι εξ ορισμού αόρατη, όμως το υλικό που περιφέρεται γύρω της θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες και εκπέμπει ισχυρό φως. Στο κέντρο της εικόνας διακρίνεται μια σκοτεινή κηλίδα που ονομάζεται «σκιά» ή σιλουέτα της μαύρης τρύπας, τυλιγμένη σε ακτίνες φωτός που έχουν καμφθεί από το πανίσχυρο βαρυτικό πεδίο της. Η νέα εικόνα δείχνει καινούργιες λεπτομέρειες της αστροφυσικής βίας και της βαρυτικής παραξενιάς που κυριαρχούν στο κέντρο του γαλαξία μας.

Οι μαύρες τρύπες ήταν μια ανεπιθύμητη συνέπεια της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αλμπερτ Αϊνστάιν, η οποία αποδίδει τη βαρύτητα στη στρέβλωση του χώρου και του χρόνου από την ύλη και την ενέργεια, όπως ένα στρώμα βουλιάζει κάτω από κάποιον που κοιμάται, γράφουν οι «New York Times». Η διορατικότητα του Αϊνστάιν οδήγησε σε μια νέα σύλληψη για το Σύμπαν, στην οποία ο χωροχρόνος μπορούσε να τρέμει, να λυγίζει, να σκίζεται, να διαστέλλεται, να στροβιλίζεται, ακόμη και να εξαφανίζεται για πάντα μέσα σε μια μαύρη τρύπα, μια οντότητα με βαρύτητα τόσο ισχυρή που ούτε το φως δεν μπορεί να της διαφύγει.

Είναι πλέον γνωστό ότι το Σύμπαν είναι διάστικτο με μαύρες τρύπες. Πολλά είναι τα υπολείμματα νεκρών αστεριών που χάθηκαν μέσα τους. Ομως φαίνεται ότι υπάρχει μια μαύρη τρύπα στο κέντρο σχεδόν κάθε γαλαξία, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, που μπορεί να είναι εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον Ηλιο μας. Οι αστρονόμοι ακόμα δεν καταλαβαίνουν πώς αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες έχουν πάρει τέτοιες διαστάσεις.

Η μαύρη τρύπα στην καρδιά του γαλαξία μας, η οποία έχει μάζα 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του Ηλιου, βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού του Τοξότη, 26.000 έτη φωτός από τη Γη, και ονομάζεται Τοξότης Α*. Μέχρι σήμερα, η παρουσία της μπορούσε να γίνει αντιληπτή μόνο από την κίνηση των άστρων στο κέντρο του γαλαξία, τα οποία διακρίνονταν να περιφέρονται γύρω από ένα αόρατο αντικείμενο με τεράστια ταχύτητα. Με διάμετρο 80 εκατομμύρια χιλιόμετρα, αυτή η σκιά με την τρύπα στη μέση θα φαινόταν από τη Γη όπως ένα πορτοκάλι στην επιφάνεια της Σελήνης. Οι παρατηρήσεις, επισημαίνουν οι ερευνητές, βρίσκονται σε απόλυτη συμφωνία με τις θεωρητικές προβλέψεις: «Μείναμε έκπληκτοι από το πόσο καλά ταιριάζει το μέγεθος του δακτυλίου με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν», ανέφερε ο Τζέρι Μπάουερ της Σινικής Ακαδημίας της Ταϊπέι, μέλος της ομάδας.

Το τι οδήγησε στη δημιουργία τέτοιων «μεγαθηρίων του τίποτα», όπως τα αποκαλούν, αποτελεί μυστήριο. Πυκνές ριπές της αρχέγονης ενέργειας του Bing Bang; Τεράστια αστέρια που διαλύθηκαν και κατέστρεψαν το περιβάλλον τους στα πρώτα χρόνια του Σύμπαντος; Το κέντρο του γαλαξία συμπίπτει με μια αμυδρή πηγή ραδιοκυμάτων, που πήρε το όνομα Τοξότης Α*. Αστρονόμοι, συμπεριλαμβανομένων της Αντρεα Γκεζ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες και του Ράινχαρτ Γκένζελ του Ινστιτούτου Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική, υπολόγισαν ότι η περιοχή εκείνη έχει μάζα 4,14 εκατομμυρίων ήλιων. Για το επίτευγμά τους, οι δύο επιστήμονες τιμήθηκαν με το Νομπέλ Φυσικής το 2020.

Το πορτρέτο του Τοξότη Α* είναι η δεύτερη άμεση παρατήρηση μαύρης τρύπας. Η αρχή είχε γίνει το 2019 με τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γειτονικού γαλαξία Messier 87. Βρίσκεται πολύ πιο μακριά από τον Τοξότη A*, σε απόσταση περίπου 54 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη, όμως η μάζα της είναι μεγαλύτερη, περίπου 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη του Ηλιου. Παρά το γεγονός ότι ο Τοξότης Α* βρίσκεται πολύ πιο κοντά από τη μαύρη τρύπα του Messier 87, η απεικόνισή του ήταν σημαντικά πιο δύσκολη από τεχνικής άποψης. «Το αέριο στην περιοχή γύρω από τον  Messier 87 χρειάζεται μέρες ή εβδομάδες για να ολοκληρώσει μια περιφορά, ενώ στον πολύ μικρότερο Τοξότη Α* συμπληρώνει μια τροχιά σε λίγα λεπτά. Αυτό σημαίνει ότι η φωτεινότητα και το μοτίβο του αερίου γύρω από τον Τοξότη Α* μεταβάλλονταν ταχύτατα καθώς το παρατηρούσαμε – σαν να προσπαθείς να τραβήξεις σε φωτογραφία ένα κουτάβι που στριφογυρίζει καθώς κυνηγάει την ουρά του», εξήγησε ο Τσι Κουάν Τσαν του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. Για να ξεπεραστεί η δυσκολία, οι ερευνητές ανέπτυξαν ειδικά εργαλεία ανάλυσης εικόνων και συνδύασαν πολλαπλές παρατηρήσεις για να καταλήξουν σε έναν μέσο όρο.