… στο σμήνος γαλαξιών Abell 2261
Οι αστρονόμοι δεν κατάφεραν να εντοπίσουν μια τεράστια μαύρη τρύπα – με μάζα όσο 3 έως 100 δισεκατομμύρια ήλιοι-, η οποία θάπρεπε να βρίσκεται στο κέντρο του σμήνους γαλαξιών Abell 2261, σε απόσταση περίπου 2,7 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. 
Η παραπάνω σύνθετη εικόνα του σμήνους γαλαξιών Abell 2261 περιέχει
δεδομένα στο ορατό φάσμα από τα τηλεσκόπια Hubble και Subaru που δείχνουν τους γαλαξίες του σμήνους και τους γαλαξίες στο υποβάθρο,
αλλά και δεδομένα του τηλεσκοπίου ακτίνων Χ Chandra που δείχνουν το θερμό αέριο (με ροζ χρώμα), που διαχέεται στο σύμπλεγμα των γαλαξιών. Στο μέσον της εικόνας, φαίνεται ο μεγάλος ελλειπτικός γαλαξίας στο κέντρο του σμήνους.
Σχεδόν κάθε μεγάλος γαλαξίας στο σύμπαν περιέχει μια τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του, με μάζα που είναι εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν του ήλιου. Δεδομένου ότι η μάζα μιας κεντρικής μαύρης τρύπας συνήθως είναι ανάλογη με τη μάζα του ίδιου του γαλαξία, οι αστρονόμοι αναμένουν ότι ο γαλαξίας στο κέντρο του Abell 2261 θα περιέχει μια από τις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες του σύμπαντος.
Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Chandra που ελήφθησαν το 1999 και το 2004, οι αστρονόμοι είχαν ήδη ψάξει στον μεγάλο κεντρικό γαλαξία του Abell 2261 για ενδείξεις μιας τεράστιας μαύρης τρύπας. Αναζήτησαν υλικό που υπερθερμαινόταν καθώς έπεφτε προς την μαύρη τρύπα παράγοντας ακτίνες Χ, αλλά δεν εντόπισαν μια τέτοια πηγή.
Μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Kayhan Gultekin από το Πανεπιστήμιο του Michigan, αναζήτησε πάλι την εν λόγω μαύρη τρύπα στα δεδομένα του τηλεσκοπίου Chandra που ελήφθησαν το 2018, παίρνοντας υπόψιν και την εναλλακτική ερμηνεία, ότι η μαύρη τρύπα μπορεί να εκτοξεύτηκε και να μην βρίσκεται στο νέο γαλαξιακό κέντρο των συγχωνευμένων γαλαξιών. Ένα τέτοιο βίαιο γεγονός μπορεί να προκύψει κατά την συγχώνευση δύο γαλαξιών, διαμέσου της οποίας προκύπτει ο νέος γαλαξίας, αλλά και η συγχώνευση των δυο κεντρικών μαύρων τρυπών του κάθε γαλαξία προς μια τεράστια μαύρη τρύπα.
Όταν οι μαύρες τρύπες συγχωνεύονται παράγονται βαρυτικά κύματα. Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι έχουν ανιχνεύσει βαρυτικά κύματα από συγχωνεύσεις πολύ μικρότερων μαύρων τρυπών. Η ανίχνευση της συγχώνευσης τεράστιων μαύρων οπών, σαν αυτών που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών, θα ήταν πολύ σημαντικό γεγονός στην αστρονομία των βαρυτικών κυμάτων.
Ο γαλαξίας στο κέντρο του σμήνους Abell 2261 είναι μια εξαιρετική περίπτωση για την αναζήτηση μιας τέτοιας μαύρης τρύπας που «διέφυγε από το κέντρο», αφού υπάρχουν δύο έμμεσες ενδείξεις ότι εκεί πραγματοποιήθηκε συγχώνευση μεταξύ δύο τεράστιων μαύρων οπών. Πρώτον, τα δεδομένα από τις οπτικές παρατηρήσεις Hubble και Subaru αποκαλύπτουν έναν γαλαξιακό πυρήνα – την κεντρική περιοχή όπου ο αριθμός των άστρων είναι στην (ή περίπου) στη μέγιστη τιμή – ο οποίος είναι πολύ μεγαλύτερος από το αναμενόμενο για έναν γαλαξία του μεγέθους του. Δεύτερον, η πυκνότερη συγκέντρωση άστρων στον γαλαξία βρίσκεται σε απόσταση πάνω από 2.000 έτη φωτός μακριά από το κέντρο του γαλαξία, η οποία είναι εντυπωσιακά μεγάλη.
Παρόλο που υπάρχουν ενδείξεις ότι πραγματοποιήθηκε συγχώνευση μαύρων τρυπών, ούτε στα δεδομένα του Chandra ούτε του Hubble βρέθηκαν στοιχεία για την ίδια τη μαύρη τρύπα. Οι αστρονόμοι στο παρελθόν χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του Hubble έψαξαν για άστρα που θα μπορούσαν να είχαν παρασυρθεί από την μαύρη τρύπα. Μελέτησαν τρεις ομάδες κοντά στο κέντρο του γαλαξία και εξέτασαν αν οι κινήσεις αυτών των άστρων είναι αρκετά έντονες ώστε να οφείλονται σε μια μαύρη τρύπα δέκα δισεκατομμυρίων ηλιακών μαζών. Το αποτέλεσμα στην ουσία ήταν αρνητικό.
Επίσης μελέτησαν δεδομένα ραδιοτηλεσκοπίων σχετικά με το σμήνος Abell 2261. Οι ραδιοεκπομπές που εντοπίστηκαν κοντά στο κέντρο του γαλαξία έδειξαν μια δραστηριότητα υπερμεγέθους μαύρης τρύπας που συνέβη πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια, αλλά δεν έδειχναν ότι το κέντρο του γαλαξία περιέχει αυτήν τη στιγμή μια τέτοια μαύρη τρύπα.
Στη συνέχεια οι αστρονόμοι στράφηκαν στα δεδομένα του τηλεσκοπίου Chandra για να αναζητήσουν εκπομπή ακτίνων Χ από την υπερθέρμανση ύλης που πέφτει προς τη μαύρη τρύπα. Ενώ τα δεδομένα του Chandra αποκάλυψαν ότι το πυκνότερο θερμό αέριο δεν βρισκόταν στο κέντρο του γαλαξία, δεν αποκάλυψαν πιθανές υπογραφές ακτίνων Χ από μια αυξανόμενη υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, Δεν βρέθηκε πηγή ακτίνων Χ στο κέντρο του σμήνους, ή σε οποιαδήποτε από τις ομάδες άστρων ή στην θέση της ραδιοεκπομπής.
Οι αστρονόμοι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είτε δεν υπάρχει μαύρη τρύπα σε καμία από αυτές τις θέσεις, είτε ότι η μαύρη τρύπα έλκει την ύλη πολύ αργά και δεν παράγεται ανιχνεύσιμο σήμα ακτίνων Χ.
Επομένως το μυστήριο αυτής της γιγαντιαίας μαύρης τρύπας συνεχίζεται. Αν και η αναζήτηση δεν ήταν επιτυχής, η ελπίδα να βρεθεί στο μέλλον εμπνέει για τους αστρονόμους που την αναζητούν. Όταν τεθεί σε λειτουργία το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ίσως εντοπιστεί η θέση αυτής της τεράστιας μαύρης τρύπας. Αν και το τηλεσκόπιο Webb δεν καταφέρει να την εντοπίσει, τότε η καλύτερη ερμηνεία είναι ότι η μαύρη τρύπα έχει διαφύγει πολύ μακριά από το κέντρο του γαλαξία.
Δείτε το σχετικό βίντεο:
διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: https://chandra.si.edu/photo/2020/a2261/
πηγη