Το 1974 οι φυσικοί Stephen Hawking και Kip Thorne έβαλαν ένα στοίχημα για το αν το αντικείμενο Cygnus X-1 ήταν πραγματικά μια μαύρη τρύπα. Το στοίχημα διευθετήθηκε το 1990, αλλά η πρώτη μαύρη τρύπα στον κόσμο εξακολουθεί να παραμένει ενα μυστήριο.
Εικόνα: International Centre for Radio Astronomy Research
Από την Caitlyn Buongiorno
Οι μαύρες τρύπες είναι μια παράξενη κατηγορία από μόνη της. Ενώ η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν προβλέπει ότι είναι συνηθισμένη, η παρακολούθηση της πρώτης που ανακαλύφθηκε ήταν μια πρόκληση. Σε αντίθεση με τα αστέρια, οι ίδιες οι μαύρες τρύπες δεν εκπέμπουν φως, οπότε το μόνο που μπορούμε να μετρήσουμε σε αυτά τα αντικείμενα είναι το μέγεθος και η περιστροφή τους.
Σήμερα, γνωρίζουμε ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες - έχουμε ακόμη και εικόνα! Αλλά οι επιστήμονες δεν είχαν οριστικά στοιχεία για τις μαύρες τρύπες για πολύ καιρό. Η πρώτη από αυτά τα συμπαντικά τέρατα, η Cygnus X-1, ανακαλύφθηκε το 1964. Χρειάστηκαν όμως σχεδόν 30 χρόνια για τους δύο κορυφαίους φυσικούς οι οποίοι ασχολήθηκαν με τις μαύρες τρύπες, τον Stephen Hawking και τον Kip Thorne, να συμφωνήσουν ότι το αντικείμενο Cygnus X-1 ήταν πραγματικά μια μαύρη τρύπα.
Το διάσημο στοίχημα μαύρη τρύπα
Δεν υπήρχε αμφιβολία στο μυαλό του Hawking ότι υπήρχαν μαύρες τρύπες. Ύστερα, ήταν ένα από τα αντικείμενα στα οποία εστίασε περισσότερο στην καριέρα του. Αλλά το αν οι επιστήμονες μπορούσαν να ανακαλύψουν ενα τέτοιο αντικείμενο ήταν ένα εντελώς διαφορετικό θέμα.
Αυτή η έλλειψη στην ανακάλυψη τους, κατά τρόπο κατανοητό, έκανε τον Hawking λίγο νευρικό - γι' αυτό αντιστάθμισε τις ερευνητικές του προσπάθειες με ένα...στοίχημα.
"Αυτή ήταν μια μορφή ασφαλιστηρίου συμβολαίου για μένα. Έχω κάνει πολλή δουλειά για τις μαύρες τρύπες, και όλα θα χαθούν αν αποδειχθεί ότι δεν υπάρχουν μαύρες τρύπες", δήλωσε ο Hawking στο βιβλίο του, A Brief History of Time. "Αλλά σε αυτήν την περίπτωση, θα είχα την παρηγοριά ότι κέρδισα το στοίχημά μου…" Συνεχίζει λέγοντας ότι όταν για πρώτη φορά συμφωνήθηκε το στοίχημα το 1975, αυτός και ο Thorne ήταν 80% σίγουροι ότι το Cygnus X-1 ήταν μια μαύρη τρύπα. Μέχρι το 1988, ο Hawking ανέφερε ότι ήταν και οι δύο 95% σίγουροι. Ωστόσο, συμφώνησαν, το στοίχημα μπορούσε να διευθετηθεί μόνο όταν ήταν και οι δύο 100% σίγουροι.
Μέχρι το 1990, είχαν πραγματοποιηθεί περαιτέρω παρατήρησες του συστήματος, δημιουργώντας αρκετά στοιχεία ότι περιείχε μια μαύρη τρύπα αναγκάζοντας τον Hawking να παραχωρήσει το στοίχημα υπέρ του αντιπάλου του. Και, σύμφωνα με τον Thorne, ο Hawking περίμενε την κατάλληλη στιγμή για να παραδεχτεί την ήττα του.
"Ήμουν στη Μόσχα… όταν ο Stephen και ο συνοδός του, με τη βοήθεια των μαθητών μου, μπήκαν στο γραφείο μου στο Caltech όπου αποτύπωσε με το δακτυλικό του αποτύπωμα την παραχώρησή του στο στοίχημα", δήλωσε ο Thorne στον ιστότοπο Astronomy μέσω email. "Όταν επέστρεψα λίγες εβδομάδες αργότερα, το είδα και γιορτάσαμε το γεγονός - όπως και αυτός. Ήταν υπέροχο που οι παρατηρήσεις έγιναν τόσο σταθερές ώστε και οι δύο πειστήκαμε πλήρως ότι το αντικείμενο Cygnus X-1 είναι μια μαύρη τρύπα και ένα τεράστιο μαζικό αστέρι βρισκόταν σε τροχιά γύρω της. "
Το σύστημα Cygnus X-1 βρίσκεται 7.200 έτη φωτός στον αστερισμό του Κύκνου.
Εικόνα: NASA / CXC / SAO
Μια πιο προσεκτική ματιά στο Cygnus X-1
Το Cygnus X-1 ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά όταν ένα ζευγάρι μετρητών Geiger εκτοξεύτηκε ψηλά στην ατμόσφαιρα πάνω σε έναν υπο-τροχιακό πύραυλο. Οι μετρητές Geiger έλαβαν ένα σήμα στο οποίο επιστήμονες μπόρεσαν να εντοπίσουν ένα σύστημα το οποίο περιείχε έναν μπλε υπεργίγαντα αστέρα σε τροχιά γύρω από ένα άλλο τεράστιο αντικείμενο περίπου 7.200 έτη φωτός μακριά. Καθόρισαν ότι στο δεύτερο αντικείμενο υπήρχε επίσης έντονη ακτινοβολία ακτίνων Χ, κάτι που θα είχε νόημα αν ήταν μια μαύρη τρύπα.
Από την ανακάλυψή του το 1964, το Cygnus X-1 αποτέλεσε το επίκεντρο πολλών μελετών. Όμως, όπως αποδεικνύεται, η πρώτη μαύρη τρύπα στον κόσμο δεν έχει "εκπλήξει" ακόμα τους φυσικούς.
Μια πρόσφατη μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στις 18 Φεβρουαρίου στον ιστότοπο Science, αποκάλυψε ότι η μάζα της μαύρης τρύπας είναι στην πραγματικότητα 21 ηλιακές μάζες. Αυτό καθιστά το αντικείμενο τη μεγαλύτερη μαύρη τρύπα αστρικής μάζας που ανακαλύφθηκε ποτέ χωρίς τη χρήση βαρυτικών κυμάτων. Και σύμφωνα με τους ερευνητές, η νέα αυτή μέτρηση είναι μια πρόκληση για τους αστρονόμους για την κατανόηση του τρόπου σχηματισμού των μελανών οπών.
"Τα αστέρια χάνουν μάζα στο περιβάλλον που τους κυκλώνει μέσω αστρικών ανέμων η οποία εκτοξεύονται από την επιφάνειά τους", δήλωσε σε δελτίο τύπου η συν-συγγραφέας της μελέτης Ilya Mandel από το Πανεπιστήμιο Monash . "Αλλά για να κάνουμε μια μαύρη τρύπα τόσο βαριά, πρέπει να μειώσουμε τη μάζα που χάνουν τα φωτεινά αστέρια κατά τη διάρκεια της ζωής τους".
Και η ασυνήθιστη μάζα του Cygnus X-1 δεν είναι η μοναδική πτυχή του. Όπως εξηγεί ο συν-συγγραφέας Xueshan Zhan, "Το Cygnus X-1 περιστρέφεται απίστευτα γρήγορα - πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός και πιο γρήγορα από οποιαδήποτε άλλη μαύρη τρύπα που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα". Μια τέτοια υψηλή περιστροφή αποκλίνει επίσης από τον κατανοητό κανόνα της εξέλιξης των μελανών οπών.
Η καθοριστική απόδειξη των μελανών οπών μπορεί να είναι σχετικά πρόσφατη, αλλά γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρο ότι βρίσκονται σε όλο τον σύμπαν κεντρίζοντας το επιστημονικό ενδιαφέρον. Έτσι, ακόμα κι αν οι αστρονόμοι τελικά ξεμπλοκάρουν όλα τα μυστήρια του Cygnus X-1 - το πρώτο του είδους του - οι αμέτρητοι συγγενείς του είναι βέβαιο ότι θα κρύβουν πολλές εκπλήξεις.
CYGNUS X-1: the most massive black hole near to Earth from ICRAR on Vimeo.
Πηγή: astronomy.com