Οι αστρονόμοι αγωνίζονται εδώ και καιρό να καταγράψουν την ταχύτητα και την ισχύ του Cygnus X-1, μιας διάσημης μαύρης τρύπας αστρικής μάζας που βρίσκεται περίπου 7.200 έτη φωτός μακριά.
Τα δεδομένα για τις μαύρες τρύπες
Η μαύρη τρύπα ήταν σαφώς ένα θηρίο, ωστόσο τα δεδομένα που αποδεικνύουν το πραγματικό της φορτίο εργασίας παρέμειναν ασαφή. Τώρα, χάρη σε ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων και λίγη κοσμική παρατήρηση του ανέμου, μια ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Curtin υπολόγισε τελικά την ταχύτητα των τεράστιων πίδακων της.
Παραδόξως, η μελέτη αποκαλύπτει ότι αυτοί οι πίδακες εκτοξεύουν υλικό στο διάστημα με 150.000 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η μισή ταχύτητα του φωτός. Για να το θέσουμε σε προοπτική, η ισχύς εξόδου αυτών των πίδακων ισοδυναμεί με 10.000 Ήλιους που καίγονται ταυτόχρονα.
Τεχνική χορευτικού πίδακα
Το Cygnus X-1 είναι ένα δυαδικό σύστημα ακτίνων Χ υψηλής μάζας και το πρώτο ουράνιο αντικείμενο που επιβεβαιώθηκε ευρέως ότι είναι μαύρη τρύπα. Αποτελείται από μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας — περίπου 21 φορές τη μάζα του Ήλιου — κλειδωμένη σε μια στενή τροχιά με ένα τεράστιο υπεργίγαντα άστρο.
Καθώς η βαρύτητα της μαύρης τρύπας αφαιρεί υλικό από τον συνοδό της, το αέριο σχηματίζει έναν λαμπερό δίσκο συσσώρευσης που εκπέμπει έντονες ακτίνες Χ και τροφοδοτεί σχετικιστικούς πίδακες που ταξιδεύουν με ακραίες ταχύτητες.
Γνωστό ως το θέμα ενός φιλικού στοιχήματος μεταξύ του Stephen Hawking και του Kip Thorne, το σύστημα παραμένει ένα φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη της ακραίας φυσικής της βαρύτητας και της γαλαξιακής εξέλιξης.
Ωστόσο, η μέτρηση κάτι χιλιάδων ετών φωτός μακριά σπάνια είναι απλή. Για να το κάνει αυτό, ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Steve Prabu και η ομάδα του στράφηκαν σε ένα «τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης» — μια σειρά από συνδεδεμένα πιάτα που εκτείνονται σε τεράστιες αποστάσεις.
Επέτρεψε τη λήψη μιας ακολουθίας εικόνων που δείχνουν τους πίδακες να δέχονται χτυπήματα. Καθώς η μαύρη τρύπα κινείται στην τροχιά της, αυτοί οι άνεμοι χτυπούν τους πίδακες της, σπρώχνοντάς τους και λυγίζοντάς τους.
Η ισχύς των πίδακων προσδιορίστηκε μετρώντας τον βαθμό εκτροπής τους που προκαλείται από τον άνεμο από το κοντινό αστέρι.
Αγκυροβολώντας το σύμπαν
Οι αστρονόμοι και οι φυσικοί κατασκευάζουν κυρίως μαζικές προσομοιώσεις υπολογιστών για να κατανοήσουν πώς αναπτύχθηκε το σύμπαν. Αυτά τα μοντέλα βασίζονται σε μια συγκεκριμένη υπόθεση: ότι το 10% της ενέργειας που απελευθερώνεται από την ύλη που πέφτει σε μια μαύρη τρύπα εκπέμπεται ως πίδακες.
Μέχρι τώρα, ο «κανόνας του 10%» ήταν ως επί το πλείστον μια τεκμηριωμένη εικασία.
«Μπορούμε τώρα να χρησιμοποιήσουμε αυτήν τη μέτρηση για να εδραιώσουμε την κατανόησή μας για τους πίδακες, είτε προέρχονται από μαύρες τρύπες 10 είτε 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου», δήλωσε ο συν-συγγραφέας καθηγητής James Miller-Jones.
Είτε μια μαύρη τρύπα έχει δέκα φορές τη μάζα του Ήλιου είτε δέκα εκατομμύρια, η φυσική φαίνεται να είναι η ίδια. Τα δεδομένα επιβεβαίωσαν ότι η απόδοση 10% που χρησιμοποιείται στις προσομοιώσεις είναι αξιοσημείωτα ακριβής.
Οι πίδακες των μαύρων τρυπών είναι οι αρχιτέκτονες του σύμπαντος. Οι πίδακες αντλούν ενέργεια στο αέριο μεταξύ των αστεριών και εμποδίζουν τον πολύ γρήγορο σχηματισμό νέων αστεριών, ρυθμίζοντας έτσι την ανάπτυξη ολόκληρων γαλαξιών.
Χάρη στους «χορευτικούς πίδακες» του Cygnus X-1, οι ειδικοί έχουν πλέον τον τέλειο χάρακα για να τους μετρήσουν.
Αυτή η εξέλιξη επιτρέπει την άμεση σύγκριση της εξόδου του πίδακα με την άμεση ενέργεια ακτίνων Χ που απελευθερώνεται από την ύλη που πέφτει στη μαύρη τρύπα, παρέχοντας μια πολύ πιο ακριβή εικόνα του πώς λειτουργούν αυτές οι κοσμικές μηχανές.
www.worldenergynews.gr
